200MW機組鍋爐前包墻過熱器防磨技術改進

摘要：對200MW機組鍋爐前包墻過熱器受熱面在運行、檢修中所出現磨損問題進行了技術分析，并采取防磨措施和技術革新改造，有效減緩鍋爐前包墻過熱器的磨損速度，提高鍋爐的燃燒效率和熱效率，從而保證鍋爐安全穩定運行。

關鍵詞：前包墻；過熱器；磨損；高溫耐磨膠泥

1 前言

公司現有6臺超高壓大容量一次中間再熱自然循環蒸汽鍋爐。由于煤炭市場供應緊張，入爐煤與設計煤種偏差大，飛灰磨損加劇。在鍋爐運行、檢修和維護中發現前包墻過熱器沖刷和磨損非常嚴重，嚴重影響安全及經濟運行。針對鍋爐前包墻過熱器磨損嚴重問題進行了不斷的探索、研究和分析，對易受磨損的部位采取了一系列的防磨措施和技術革新改造。目前經防磨處理和技術革新改造的鍋爐生產正常，各項經濟技術指標基本達到設計要求。

2 前包墻過熱器磨損原因分析

飽和蒸汽由18根φ133×13、#20g管從汽包的斜上方引入頂棚過熱器入口聯箱，經頂棚過熱器前部至頂棚中間聯箱后分兩路，其中一路從頂棚中間聯箱下來，錯列布置成拉稀管至前包墻下聯箱，稱為前包墻過熱器。

2.1 前包墻過熱器漏泄統計

前包墻過熱器共計135根管，節距為100mm，1、2號爐采用ф51х5.5mm；3、4、5、6號爐采用ф51х6mm的20g鋼管制造。處于爐膛出口的高溫煙氣區域氣流不穩定，飛灰濃度高，工作環境惡劣。

2.2 前包墻過熱器磨損統計

5號爐于2007年8月投產，由于時間緊，前包墻管未做防磨措施，到2008年4月小修期間，本體班進行前包墻管檢查時發現超標管段達71根，最嚴重管段壁厚僅僅2mm。短短8個月時間，4mm磨損量給設備帶來一定的安全隱患。

2.3 前包墻過熱器磨損要因確認

2.3.1 煤質差

由于煤炭市場供應緊張，入爐煤與設計煤種偏差大，飛灰磨損加劇。

2.3.2 形成煙氣走廊

前包墻過熱器產生煙氣走廊的位置主要在甲、乙兩側管子與側包墻過熱器連接處，是由于爐前再熱器管排與側墻間隙大產生的。此位置是檢查工作的重點，前包墻及側包墻管極易發生磨損超標。

2.3.3 聯箱耐火料脫落

由于安裝質量不到位、未預留膨脹間隙，耐火料脫落，出現縫隙，產生局部渦流，造成受熱面局部磨損。發生局部磨損的地方煙氣流速增大，可比平均流速高3-4倍，引起的局部磨損量可增大幾十倍。

2.3.4 蓋板質量差結合不嚴密

為追求利益最大化，以差充好，降低質量要求，部分蓋板厚度不夠；當鍋爐運行一段時間后，部分焊接固定點開焊，起不到防護作用；蓋板安裝質量不到位，蓋板與管壁形成較大間隙；廠家由于加工工藝落后，彎蓋板制作不符合安裝標準，進一步形成煙氣走廊加劇磨損。

3 前包墻過熱器防磨的傳統措施

3.1聯箱上澆注耐火料

在聯箱上澆注耐火料做成13米長的一個整體，雖然起到一定防磨效果，但由于膨脹系數不一致易開裂脫落，長時間運行聯箱耐火料部分與管子結合位置存在開裂縫隙，形成渦流，受熱面磨損加劇。

3.2加裝阻流板

加裝阻流板是傳統常用的防磨方法，在易產生側包墻管磨損處加裝200mm寬阻流板，位置在兩管子鰭片中間。加裝阻流板是針對特殊位置，具有局限性。

3.3加裝蓋板

加裝蓋板是最傳統的防磨方法，防磨性能很好，但有其局限性：（1）大量的蓋板影響鍋爐熱效率；（2）加裝蓋板的部位受空間限制；（3）由于煙氣溫度高造成蓋板和前包墻過熱器的工作溫差較大，熱膨脹不一致，經過數次點停爐后大部分蓋板脫焊、翹起、變形嚴重，大部分蓋板失效。（4）蓋板變形后易形成煙氣走廊，加快了前包墻過熱器的局部磨損，還造成煙溫偏差。（5）每次小修都要重新更換蓋板，由于蓋板需采用高合金鋼，成本高。

4 防磨措施的改進

4.1高溫耐磨膠泥的性能及特點

高溫耐磨膠泥主要由低溫易燒結超細微陶瓷粉、超硬陶瓷顆粒及與之反應的高溫膠聯劑等成分組成稱為CT系列材料。高溫耐磨膠泥經室溫固化后隨煙氣溫度的升高，發生硅烷羥基縮合反應而與管材產生較大的粘附力，同時陶瓷微粉之間相互反應形成堅硬、致密的高溫耐磨膠泥涂層。微燒結形成陶瓷結構增強了涂層的致密性和硬度，高溫耐磨膠泥中粒徑較大的抗磨硬質粒子可提高抗飛灰的沖蝕性。

4.2高溫耐磨膠泥主要性能指標

高溫耐磨涂層在高溫區呈陶瓷狀態、硬度高，是很好的前包墻過熱器防磨材料。

4.3施工工藝

高溫耐磨膠泥的施工工藝簡單，適合對前包墻過熱器進行大面積噴涂。

4.3.1表面清理

清除鍋爐前包墻過熱器受熱面表面的浮灰和灰垢；用壓縮空氣對所處理的表面進行噴砂處理，清除其表面的氧化物、浮灰、結垢、鐵銹和異物等。

4.3.2焊接鋼板網

對于大面積施工，應先將鋼板網焊接在鋼板表面上作為骨架材料，提高涂層與鋼板的結合強度及涂層的整體性。鋼板網與鋼板應焊接貼實，不能有翹起。

4.3.3涂覆涂料

將涂料均勻的涂抹到鋼板上，搗打貼實，保證鋼板網在涂料內部，不能漏出。涂料可涂抹于垂直或吊頂的工作面上。

4.3.4自檢

施工完成后對高溫耐磨膠泥進行檢查。涂層表面應光滑、致密，不能有開裂現象，涂層厚度應達標。對不合格處應重新進行處理。

4.4 高溫耐磨膠泥與傳統防磨措施的比較

4.4.1 技術性能比較

（1）高溫耐磨膠泥與傳統的加裝蓋板防磨相比，不會發生蓋板脫焊、翹起、變形等問題，且性能穩定、施工簡便。對前包墻過熱器的易磨損部位采用噴涂法要比加裝蓋板、阻流板容易得多。

（2）高溫耐磨膠泥噴涂工藝，能夠保證涂層表面均勻、光滑、致密，在運行過程中不會產生涂層脫落現象，使前包墻過熱器部位煙氣速度分布均勻，有效防止了煙氣走廊的產生。

（3）噴涂高溫耐磨膠泥避免了因蓋板變形、翹起發生的積灰問題，減少了鍋爐的通風阻力，提高了前包墻過熱器的換熱性能和鍋爐的效率。

4.4.2 經濟性能比較

直接經濟效益：每次四管漏泄造成機組“非停”搶修時間按3天計算，集團公司將考核公司電量以每臺機組為例每小時按兩萬元估算：

（1）非停一次經濟損失：3天×24小時×2萬元=144萬元

（2）停爐期間損失電量：200MW ×24小時×3天 =1440萬千瓦

（3）搶修一次人工費用：20人×3天×120元/人/天=0.72萬元，材料費用：一根包墻過熱器管段400元

（4）直接減少經濟損失：144+0.72+138.24=282.96萬元

間接經濟效益：前包墻過熱器進行防磨改進所帶來的間接經濟效益是長遠而且巨大的，主要體現在蓋板防磨費用計算：包墻過熱器管直管67根，彎管68根，每根直白鋼蓋板450元/米（含加工費），每根彎白鋼蓋板700元/米（含加工費），按防磨長度1.5m計算，每次小修更新蓋板的材料費需要67×450×1.5+68×700×1.5=11.6625萬元。而防磨膠泥價格每平米980元，噴涂面積0.051×3.14÷2×1.5×135=16.2/m2，噴涂價格總記16.2×980=1.5876萬元，節約資金11.6625-1.5876=10.0749萬元，且大修周期內再無其它檢修費用。

5 結論

公司在大修期間對5號爐前包墻過熱器進行噴涂高溫耐磨膠泥的試驗獲得成功，隨即對其余爐前包墻過熱器進行防磨噴涂。經過運行表明其防磨效果很好，防磨膠泥涂層和前包墻過熱器均完好無損，涂層表面均勻、光滑、致密，未見脫落現象。對于前包墻過熱器采用高溫耐磨膠泥的防磨措施是可靠的、工藝是可行的，達到了防止前包墻過熱器管段磨損目的，保證鍋爐安全穩定運行。

作者簡介：

高鋒，（1985- ），男，助理工程師，從事發電廠鍋爐檢修工作。