多种防磨技术在锅炉上的应用

詹培基

摘要： 通过对本单位三台240吨循环流化床锅炉锅炉，在有行过程中多次发生应水冷壁管磨损原因造成的爆管事故，通过检修过程中采用的多种防磨技术进行分析，采取相应措施减少对水冷壁管的磨损。

关键词： 循环流化床锅炉;水冷壁磨损;金属喷涂;合金熔敷

前言

本单位一共安装了三台240吨循环流化床锅炉锅炉，锅炉主要设置在室外，并设置了遮雨棚。运转层标高达8米，锅炉标高为46米，锅炉为金属结构。炉膛为膜式水冷壁，采取水冷上集箱上吊杆在钢架悬挂的方式，炉膛横截面为6730×11990mm2，炉顶集箱标高为40750mm，膜式水冷壁为Ф60×5管子和Ф6×20.5mm扁钢焊制组成。在2011年锅炉开始运行后，逐步出现了很多问题，经常出现锅炉非计划停炉的现象，不仅带来了繁重的检修工作，也付出了巨大的成本，为生产的安全进行带来了不利影响。从已经出现的故障分析来看，最为严重的问题是锅炉水冷壁管出现了较大的磨损，在生产前后也未将防磨措施做到位。根据锅炉多年运行与检修经验可知，只有真正解决了锅炉防磨的问题，才能有效延长锅炉的使用寿命。

其带来的危害如下：①管壁减薄。根据相关统计来看，通常每年减薄至少为1mm，若是情况比较严重会达到5–6mm，从而为锅炉的运行带来了巨大的安全隐患，导致临时性检修与大修工作量增加，带来了巨大的经济损失。②出现水冷壁突发性爆管事故，在紧急停炉抢修中，会导致生产不能正常进行，降低了公司的生产效益，并引起工人劳动强度的大幅度增加，公司需要付出更多的检修费用。

基于此本文结合锅炉内部经常出现的部位，制定了切实可行的应对策略，通过解决锅炉的防磨问题，可以保证公司生产的正常进行，也能显著提升经济效益。锅炉冷水壁管磨损部位有很多：第一，炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡的地方;第二，炉膛四周角落;第三，水冷壁管拼接焊缝的位置;第四，穿墙管处。在实际防磨过程中，应该结合各部位实际情况，邮政镀锡采取解决措施，保证防磨达到要求，为锅炉的正常运行奠定基础。具体来说各部位的磨损原因与防磨措施如下：

炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域磨损原因分析。对炉膛内壁面下流的固体物料来说，在交界区域出现流动方向的变化，从而为水冷壁管带来了劇烈的冲刷，在锅炉长期运行的过程中，受到冲刷作用的影响，水冷壁管壁厚会逐步变薄。在过度区域中，因为固体物料在沿避免下流的过程中，与炉内朝上流动的固体物料呈不同的方向，这样会引起涡流的现象，让管壁出现了磨损。为了解决这个问题，可以采取以下两种方法：第一种方法是将金属熔敷防磨防磨技术应用到密相水冷壁管过渡区域弯头上的1.2米水冷壁管处，借助高精度数字脉冲熔敷电源及全自动数控行走机构，并启动高速摆动器及电弧控制器，熔敷防磨层为冶金结合，这种方式不仅硬度可以得到保障，结合强度也能达到要求;在厚度不发生变化的情况下，与火焰喷涂层相比，耐磨寿命至少提高了3倍，通常熔敷层度为2–3mm，与喷涂层相比在耐磨寿命上至少提高了5倍;要结合测厚的结果对熔敷层厚度与面积作出适当调整，这样防磨年限才能实现演唱，至少在3年以上，甚至超过了5年;与喷涂层防磨不同，熔敷防磨层容易进行修补与焊接，通过应用这种技术方法，将大幅度减少水冷壁管的磨损，既有效延长了其使用寿命，也防止频繁的检修带来成本增加的问题。第二种方法是密相水冷壁管过渡区域弯头以下至浇注料上沿30厘米水冷壁管进行金属防磨喷涂，此处因水冷壁管让弯技术的原因金属熔敷无法进行，所以对此处采用超音速电弧喷涂技术，喷涂材料主要成份含镍、铬、钛、碳化铬，具有高温、耐磨、防腐具体丝材为北京工业大学材料应用研究所产，型号：L511。喷涂厚度：0.6mm-0.8mm，喷涂区域与未喷涂区域结合处要平滑过渡。在完成喷涂以后，能够保证水冷壁管母材至少1年不出现磨损，也大幅度降低了水冷壁管出现爆管与磨损的概率。第三种方法是将炉膛密相区以下浇注料表面进行涂刷防磨涂料，填补耐火浇注料运行过程中形成的龟裂缝隙，同时在炉膛下部卫燃带耐火浇注料表面形成一层防磨层，加强了防磨材料使用周期。

炉膛四周角落区域磨损原因分析，主要是这个部位固体物料朝下流动，密度也非常高，将为其流动状态带来严重的破坏。受到安装等因素的影响，水冷壁鳍片无法保持平整，在运行期间除了会严重磨损以外，还会为壁管带来强烈的冲刷。为了提升防磨的效果，应该将销钉焊在角落的鳍片上，并把耐火耐磨浇注料浇注其中。运行1年表明，其效果较好。

对锅炉标高22米和31.米处水冷壁管易磨损拼接焊缝区域进行防磨喷涂，磨损原因是锅炉安装时焊接焊缝高于水冷壁管平面，这样循环物料下降的时候，会在焊缝的位置产生涡流，通过对喷涂技术的应用，可以让水冷壁管母材在1年内避免出现磨损，从而防止水冷壁管出现爆管与磨损的情况。通过这种方式，可以保护水冷壁管母材，不应磨损问题引起生产的停止。

穿墙管区域磨损，锅炉屏过管道穿墙开孔区域的弯管及水冷壁管表面磨损，经过对锅炉测厚发现此区域水冷壁管局部的严重磨损。为了提升防磨的效果，可以选择超音速电弧喷涂技术，并将耐磨浇注料浇注在其中，这样可以保证水冷壁管表面磨损程度得到大大减轻。在之后的使用中发现通过采取金属喷涂的措施，不仅保证了锅炉的正常运行，也基本上不会因为出现故障而停运检修，实践中获得了良好的防磨效果。

结束语

总之，在锅炉中综合运用多种防磨技术，可以保证锅炉运行的连续进行，也大大延长了锅炉的使用寿命。锅炉连续平稳运行已达到156天。在循环流化床锅炉运行的过程中，其水冷壁逐步出现了较大的磨损，分析其原因可知为循环流化床燃烧方式所致，由于贴壁流存在较高的浓度，物料也会快速的流动，而在多种防磨技术的作用下，可以有效降低水冷壁的磨损程度，对保证锅炉的稳定安全运行起到了重要作用。防磨熔敷技术成功在我公司三台锅炉上的应用，不仅有效的降低的锅炉磨损，同时还提高了锅炉运行的经济性。