300MW CFB锅炉“四管”防磨防爆技术管理浅析

季海龙

一、循环流化床锅炉基本概况

公司2×300MW循环流化床锅炉机组，锅炉型号HG-1025/17.5- L.MG43，由哈尔滨锅炉厂设计制造。近年来，随着煤炭价格不断上涨，公司大力开展深度配煤掺烧工作，燃用煤种发热量由设计值2926千卡/千克降低到年平均2596千卡/千克，矸石掺配比例由设计值60%提升至78.4%，煤种灰分由设计值56%提升至65%。受热面局部磨损速率达到0.3mm/年以上，大大增加了“四管”防磨防爆管理难度。

公司循环流化床锅炉运行周期屡创新高，双机连续运行291天，2号机组连续运行321天，刷新了单机运行记录，打破集团公司同类型机组最长运行记录。

（一）强化管理体系建设，深入贯彻“制度落实”

一是按照集团、省公司锅炉“四管”防磨防爆要求，修订具有循环流化床特点的《锅炉”四管”防磨防爆管理办法》、《锅炉“四管”超温超压金属监督管理标准》等，编制《锅炉“四管”检查方案》、《配煤热值和给煤粒度原则及要求》、《配煤掺烧管理要求》等工作标准。

二是落实防磨防爆小组成员检查、点检长复查、分管主任和主管领导抽查的三级验收机制。落实“四管”責任制，运用好奖惩“双刃剑”，实行提级管理负责制。

（二）源头管控精准配煤，确保锅炉燃烧稳定

锅炉左右两侧燃烧稳定是保持锅炉“四管”各区间均匀受热、均匀膨胀最佳的一个工作状态。

一是遵循“以电定配”，建立配煤掺烧联系工作机制，结合机组负荷率预测，统筹调配各时段的入炉煤热值，以防磨、防结焦、稳定床温床压等安全性为前提，尽量避免高负荷下燃用低热值煤，导致锅炉稀密相区磨损加剧。

二是深入开展源头管控，了解来煤特性。采取入厂煤预采样分析，重点关注煤种灰分、含硫量、含磷量、灰熔点、水分等对锅炉流化影响较大的指标因素。采购失重分析仪，利用热重法检测煤质温度-质量变化关系的仪器。通过分析热重曲线就可以知道被测煤样在多少度时产生什么样变化，有效判断新煤种是否能够被完全燃烧，为提高锅炉热效率打下坚实基础。

三是新煤种工业分析化验，通过成分对比，掺烧试验，摸清新煤种最佳掺配比例，指导运行调整配风，有效避免结焦、流化不良等事件发生。目前已经完成穆棱系、宝清褐煤、小城子无烟煤掺烧试验，现正在进行密山无烟煤混配掺烧试验。

（三）提升效能精细调整，优化运行管控

强化运行责任和大局意识，充分提高运行岗位在“保发电、保供热”方面的重要作用。

一是严把燃煤入炉关，制定入炉煤三级监督考核机制，采取定期监控与不定期抽查相结合的监督方式，发现燃煤粒度不合格，立即叫停，坚决杜绝粒度不合格的煤进入煤仓。

二是通过燃烧调整试验完善锅炉风量、启停机、给煤系统、除渣系统等15项优化调整控制措施。锅炉最小一次风量由15万Nm³/h下调至12万Nm³/h，最低二次风压由8KPa下调至5KPa，在节能的同时能够大幅减小锅炉“四管”及空预器磨损。严格控制锅炉启停和运行床温变化率，避免床温变化率过快导致炉内浇注料、风帽及受热面受破坏性应力而脱落或损坏。通过技改与运行调整革新，实现锅炉无超温启动和运行中壁温的可控在控。给煤和除渣设备根据负荷执行升降速调节，有效降低了设备磨损，运行调整措施的刚性执行，为锅炉长周期运行提供了可靠保障。

三是根据负荷变化，及时调整两侧给煤量及配风，使炉内燃烧均匀，避免热负荷不均导致个别受热面超温，同时严格控制送风量，维持低床压6.5-7.5KPa，低氧量3-3.6%，降低烟气量，减缓受热面磨损。

（四）聚焦“四管”管理，夯实安全生产基础

一是建立“四管”防磨防爆长效检查激励机制，注重数据积累，完成炉内管屏数据采集20000点，尾部受热面数据采集12300点，为“四管”寿命预判打下坚实基础。

二是在锅炉炉膛中上部新增膨胀指示器8台套，重点对锅炉不同负荷段的膨胀量进行记录。对比分析，避免锅炉“四管”由于膨胀受阻而导致受热面管与鳍片焊缝拉裂。

三是通过精密计算与分析，锅炉中温过热器、高温再热器新增壁温测点60个，两台炉共计安装壁温和汽温测点254个，设置了炉内受热面超温监视段。

四是在DCS中新增“四管”超温监控计时计次画面，实现了壁温和汽温超温的统计功能，管理人员可以每天监督，每周进行通报点评，落实责任，树立防止锅炉“四管”超温的高压线。

五是突出金属监督指导地位，严格落实省公司2018和2019年度锅炉专业会上提出开展锅炉四管焊口隐患排查工作若干要求，对炉内热影响区焊口实行100%着色检验，同时对“四管”的薄弱区出口联箱角焊缝进行全面检查，其他承压部件焊口检验也在按计划进行。

六是强化化学监督管理，提升汽水指标合格率高于标准值。2020年6月1、2号炉水冷壁垢量监督中垢量达142g/㎡，年结垢速率14.2g/㎡/年，远远优于40g/㎡/年的标准值。

七是公司充分运用锅炉“四管”管理平台，涵盖了设备基本信息、检查记录、施工方案、漏泄案例分析等相关内容，实现四管管理所有支撑材料有序整合，便于历史数据的积累。

（五）攻坚克难突破瓶颈，实现锅炉长周期稳定

保证循环流化床机组稳定运行，“四管”是关键，机组投产至今，相继出现导致“四管”漏泄一系列问题，影响锅炉安全稳定运行，公司逐个攻破，解决制约“四管”瓶颈问题，针对这些问题我们做了如下工作。

1、过热器、再热器管屏严重变形，异种钢焊口开裂

一是组织专项技改攻关会，聘请国内知名专家10余名，研究分析解决异种钢焊口开裂问题，通过深入研究制定改造方案，上报集团、省公司审批。

二是项目实施阶段高度重视施工管控，成立以公司领导为主的质量管控组，管理人员、技术人员实现倒班制，24小时进行作业，对4022道焊口严格把关，通过共同努力项目达到预期效果。

2、2号炉布风板水冷壁管与鳍片焊缝拉裂

针对2号炉布风板频繁泄漏进行了综合治理，检查处理原始缺陷229处，同时对两台炉水冷风室布风板风管套管与鳍片环形焊缝进行补焊，共计焊接焊口5392道，对布风板重新灌注浇注料，根除了布风板泄漏隐患。

3、炉内受热面局部磨损，磨损速率大

一是炉内稀密相区水冷壁前后磨损最为严重，设计壁厚6.5mm，实测壁厚5.5mm以下数据占比70%，最小壁厚达到5.0mm。对炉内密相区浇注料以上3米水冷壁管进行激光熔敷改造，熔敷面积达到225㎡。密相区以上水冷壁采用金属热喷涂。喷涂面积达1000㎡，有效缓解对母材的磨损。

二是尾部低温再热器异常磨损，设计壁厚5mm，实测壁厚3.7-4.2mm，对于磨损部位加装防磨瓦，更换超标管，使磨损得以有效控制。

4、炉内局部浇注料磨损严重、减薄脱落

浇注料是锅炉“四管”的有效防护，发生问题后极易造成“四管”爆管的严重后果，针对此问题，公司研究采用新材料，使用耐磨“刚玉”浇注料，强化工艺管控，确保安全可靠。对于二次风口浇注料下水冷壁管磨损问题，采用稀土合金防磨套管新技术的应用，使二次风口磨损周期由25天延长至300天以上。