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CFB锅炉水冷壁磨损因素和形式及防磨防爆措施文章来源:锅炉防磨防爆网1、水冷壁磨损主要因素1.1煤粒颗粒造成水冷壁壁面磨损循环流化床锅炉在燃烧室内有大量的床料和循环物料，延长了煤粒在炉膛内的停留时间，这些颗粒在从炉底布风装置出来的具有足够的速度、强度和刚度的空气流作用下，在内部核心区向上运动，在外部环状区沿炉膛水冷壁向下回流，这些向下回流固体粒子将直接冲击水冷壁管，造成水冷壁管快速冲刷磨损。另外由于煤燃烧时产生的大量灰粉及烟气中含有大量的飞灰颗粒，在炉膛内部燃烧复杂动态过程中，猛烈撞击和高速冲刷水冷壁管，使水冷壁壁面被磨损成不同形状的小平台，造成水冷壁壁厚磨损减薄。1.2如安装和检修过程中水冷壁管连接的焊口存在折口、错口或焊口表面未打磨平整光滑，筋片、安装时的临时焊件未割净，水冷壁鳍片有凹陷或凸起部位未焊补打磨光滑，耐火材料接缝处有凹陷或凸起，管子上下间隙不均匀，容易塞住大颗粒灰渣形成台阶。这些因素造成灰料下滑时改变方向，局部将发生涡流，不但对焊口、筋片造成快速磨损而且还对附近的水冷壁造成严重冲刷磨损。浇注料质量或施工质量差导致浇注料脱落，使水冷壁管裸露，从而受到磨损。1.3入炉煤颗粒度大，粒径分布远远超过设计值在锅炉添加启动床料时，忽视了对床料粒径的控制，直接使用锅炉排渣作为启动床料。这些因素造成了炉内炉料流化困难。为了缓解流化不畅的问题，增加了一次风量。一方面使炉膛上部粒径偏大，造成对水冷壁的磨损加剧。磨损量与颗粒直径的平方成正比。当颗粒的速度和与水冷壁的冲击角一定时，颗粒度越大磨损量越大。另一方面，增加了一次风量烟速就会增大。对于飞灰浓度一定的烟气，烟速增大飞灰颗粒对水冷壁管壁的撞击力、冲刷力加大，磨损加剧。磨损量与烟气速度成n(n≥3)次方的关系。1.4煤中的石块是加速磨损的根源经过分析测试，物料中所含的石块的硬度是灰分硬度的30～40倍，虽然石块数量所占的比例不足灰分的1/10，但石块所形成的恶果是灰分所不能及的。经过对许多厂的考察得出了相同的结论，即去除原煤中的三块（石块、铁块、木块），特别是石块才是解决磨损问题的最有效的方法。另外，炉膛密封不严造成烟气泄漏，运行时一次风风速和风量过大，播煤风、冷渣风过大，J阀风量和风压不合理，也是造成水冷壁磨损的原因。2、水冷壁磨损形式由于燃烧室内各部位气固两相浓度、粒度、速度和方向等因素的不同，致使水冷壁磨损的类别各异，大体可分为两大类：2.1冲蚀磨损气流中夹带一定浓度的固体颗粒，以一定的速度对水冷壁进行冲击所造成的磨损。此种磨损应被限定为颗粒冲击角度较大，或接近于垂直，水冷壁管面反复被颗粒冲击，产生塑性变形、疲劳与形变脱落，最终导致磨损量突升。2.2切削磨损颗粒与水冷壁表面的冲击角度较小，甚至接近平行，颗粒垂直于水冷壁表面的分速度使它锲入水冷壁，而颗粒与水冷壁表面相切的分速度使它沿物体表面滑动，两个分速度合成的效果对水冷壁表面材质挖槽与刨削。这实质上是一种磨料磨损。实际上，水冷壁大部分经受的是切削磨损，在产生涡流的四角、焊缝接口、浇注料平台等部位，磨损形式还要复杂，其中兼有冲蚀、切削、疲劳磨损的综合过程。实践表明，炉膛内存在凸起的部位磨损最为严重，若不采取防磨措施，连续运行1～2个月就会发生爆管事故。3、水冷壁易发生磨损部位及防磨防爆措施炉膛水冷壁磨损主要存在于以下部位：炉膛四个角落区域，炉膛下部卫燃带与水冷壁的过渡区域，不规则区域（如炉墙开孔处），炉膛出口侧墙，冷渣器回风口、给煤口，水冷壁鳍片凸起或凹下去的部位，折口、错口、表面高低不一、不平整、不光滑的对接焊口。针对CFB锅炉水冷壁管的磨损原因和不同部位，可采取以下措施：循环流化床锅炉水冷壁都是20G、25MnG一类的优质碳素钢管，有好的焊接性能。若需要补焊的凹坑或面较小，则采取补焊，补焊后能取得好的效果。安装和检修中应消除水冷壁管对接接口处的折口、错口，焊口应打磨光滑、平整。鳍片处安装时凸起的部分全部磨平，凹下去的部分全部焊补平直。安装时未割净的临时焊件或未打浇注料的销钉，一定要清除干净并打磨光滑。对卫燃带与水冷壁管交界处向上3.5m以内，炉膛四角向两侧各5根水冷壁管，不规则区域（如炉墙开孔处）浇注料外1m内进行喷涂。喷涂前对水冷壁进行检查，如磨损严重，减薄比较均匀，面积大，壁厚已小于理论强度计算值的，应先做更换处理，再喷涂。局部凹坑先补焊，打磨光滑，再进行喷涂。喷涂时首先采用喷砂对水冷壁进行表面粗糙处理。喷砂完应进行质量检查，被喷砂的水冷壁表面粗糙度要适当而均匀，应在Rz40～80um范围内。表面粗糙处理后的管壁应尽快进行喷涂，以防出现氧化而影响喷涂质量。在喷涂水冷壁管时宜采用电弧喷涂。电弧喷涂在结合强度、喷涂效率、孔隙率、经济性和安全性方面都优于普通火焰喷涂。喷涂时选用LX88A喷涂丝材，取得很好的效果。涂层与管壁结合良好，硬度高，耐冲蚀磨损和颗粒磨损性能优越。实践证明，只要掌握好喷涂工艺，控制好水冷壁管喷涂过程中关键环节的处理，喷涂后就可取得很好的防磨效果。在炉膛出口侧墙水冷壁管（从炉膛出口向炉膛内数1～15根）处加装防磨护瓦，材质选用与风帽同样的材质（一般为1Cr20Ni14Si2），既耐磨又耐高温。对冷渣器回风口、给煤口处四周的水冷壁应先焊接防护瓦然后再焊接销钉，要有足够的销钉数量和优质的焊接质量，最后打上耐火耐磨捣打料。选用的耐火耐磨捣打料必须是优质产品，施工时必须严格按照锅炉及供应厂家的施工说明书进行施工，严格把好每一个环节。在平时的检修中应采用不用烘炉材料的耐火耐磨捣打料，施工后采取用喷灯或火焊进行烘烤，使耐火耐磨捣打料外皮变硬，以加强此处的耐磨强度。根据锅炉运行状况和运行时间，有计划的、合理的安排磨损状况检查。在备用停炉或停炉检修时，应检查炉膛水冷壁的磨损情况以及炉膛密封是否严密，有无烟气泄露。磨损或掉了的浇注料要及时修补，需补焊的部位要进行补焊，做到及时发现问题及时处理。解决磨损问题还得从燃料管理着手。严格控制入炉煤和石灰石的颗粒度，使之在设计范围之内。添加启动床料时要控制床料的颗粒度，严格按设计要求进行筛选，不能直接使用锅炉排渣。在运行中尽量减少冷渣风量，降低冷渣风压，减小一次风的风量和风速；调节J阀风量和风压，防止因回料不正常，引起床面波动，从而能有效地减轻水冷壁的磨损。