多種防磨技術在鍋爐上的應用

詹培基

【摘要】通過對本單位三臺240噸循環流化床鍋爐鍋爐，在有行過程中多次發生應水冷壁管磨損原因造成的爆管事故，通過檢修過程中采用的多種防磨技術進行分析，采取相應措施減少對水冷壁管的磨損。

【關鍵詞】循環流化床鍋爐 水冷壁磨損 金屬噴涂 合金熔敷

【前言】本單位一共安裝了三臺240噸循環流化床鍋爐鍋爐，鍋爐主要設置在室外，并設置了遮雨棚。運轉層標高達8米，鍋爐標高為46米，鍋爐為金屬結構。爐膛為膜式水冷壁，采取水冷上集箱上吊桿在鋼架懸掛的方式，爐膛橫截面為6730×11990mm2，爐頂集箱標高為40750mm，膜式水冷壁為Ф60×5管子和Ф6×20.5mm扁鋼焊制組成。在2011年鍋爐開始運行后，逐步出現了很多問題，經常出現鍋爐非計劃停爐的現象，不僅帶來了繁重的檢修工作，也付出了巨大的成本，為生產的安全進行帶來了不利影響。從已經出現的故障分析來看，最為嚴重的問題是鍋爐水冷壁管出現了較大的磨損，在生產前后也未將防磨措施做到位。根據鍋爐多年運行與檢修經驗可知，只有真正解決了鍋爐防磨的問題，才能有效延長鍋爐的使用壽命。

其帶來的危害如下：（1）管壁減薄。根據相關統計來看，通常每年減薄至少為1mm，若是情況比較嚴重會達到5-6mm，從而為鍋爐的運行帶來了巨大的安全隱患，導致臨時性檢修與大修工作量增加，帶來了巨大的經濟損失。（2）出現水冷壁突發性爆管事故，在緊急停爐搶修中，會導致生產不能正常進行，降低了公司的生產效益，并引起工人勞動強度的大幅度增加，公司需要付出更多的檢修費用。

基于此本文結合鍋爐內部經常出現的部位，制定了切實可行的應對策略，通過解決鍋爐的防磨問題，可以保證公司生產的正常進行，也能顯著提升經濟效益。鍋爐冷水壁管磨損部位有很多：第一，爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡的地方;第二，爐膛四周角落;第三，水冷壁管拼接焊縫的位置;第四，穿墻管處。在實際防磨過程中，應該結合各部位實際情況，郵政鍍錫采取解決措施，保證防磨達到要求，為鍋爐的正常運行奠定基礎。具體來說各部位的磨損原因與防磨措施如下：

（1）爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域磨損原因分析。對爐膛內壁面下流的固體物料來說，在交界區域出現流動方向的變化，從而為水冷壁管帶來了劇烈的沖刷，在鍋爐長期運行的過程中，受到沖刷作用的影響，水冷壁管壁厚會逐步變薄。在過度區域中，因為固體物料在沿避免下流的過程中，與爐內朝上流動的固體物料呈不同的方向，這樣會引起渦流的現象，讓管壁出現了磨損。為了解決這個問題，可以采取以下兩種方法：第一種方法是將金屬熔敷防磨防磨技術應用到密相水冷壁管過渡區域彎頭上的1.2米水冷壁管處，借助高精度數字脈沖熔敷電源及全自動數控行走機構，并啟動高速擺動器及電弧控制器，熔敷防磨層為冶金結合，這種方式不僅硬度可以得到保障，結合強度也能達到要求;在厚度不發生變化的情況下，與火焰噴涂層相比，耐磨壽命至少提高了3倍，通常熔敷層度為2-3mm，與噴涂層相比在耐磨壽命上至少提高了5倍;要結合測厚的結果對熔敷層厚度與面積作出適當調整，這樣防磨年限才能實現演唱，至少在3年以上，甚至超過了5年;與噴涂層防磨不同，熔敷防磨層容易進行修補與焊接，通過應用這種技術方法，將大幅度減少水冷壁管的磨損，既有效延長了其使用壽命，也防止頻繁的檢修帶來成本增加的問題。第二種方法是密相水冷壁管過渡區域彎頭以下至澆注料上沿30厘米水冷壁管進行金屬防磨噴涂，此處因水冷壁管讓彎技術的原因金屬熔敷無法進行，所以對此處采用超音速電弧噴涂技術，噴涂材料主要成份含鎳、鉻、鈦、碳化鉻，具有高溫、耐磨、防腐具體絲材為北京工業大學材料應用研究所產，型號：L511。噴涂厚度：0.6mm-0.8mm，噴涂區域與未噴涂區域結合處要平滑過渡。在完成噴涂以后，能夠保證水冷壁管母材至少1年不出現磨損，也大幅度降低了水冷壁管出現爆管與磨損的概率。第三種方法是將爐膛密相區以下澆注料表面進行涂刷防磨涂料，填補耐火澆注料運行過程中形成的龜裂縫隙，同時在爐膛下部衛燃帶耐火澆注料表面形成一層防磨層，加強了防磨材料使用周期。

（3）爐膛四周角落區域磨損原因分析，主要是這個部位固體物料朝下流動，密度也非常高，將為其流動狀態帶來嚴重的破壞。受到安裝等因素的影響，水冷壁鰭片無法保持平整，在運行期間除了會嚴重磨損以外，還會為壁管帶來強烈的沖刷。為了提升防磨的效果，應該將銷釘焊在角落的鰭片上，并把耐火耐磨澆注料澆注其中。運行1年表明，其效果較好。

（4）對鍋爐標高22米和31.米處水冷壁管易磨損拼接焊縫區域進行防磨噴涂，磨損原因是鍋爐安裝時焊接焊縫高于水冷壁管平面，這樣循環物料下降的時候，會在焊縫的位置產生渦流，通過對噴涂技術的應用，可以讓水冷壁管母材在1年內避免出現磨損，從而防止水冷壁管出現爆管與磨損的情況。通過這種方式，可以保護水冷壁管母材，不應磨損問題引起生產的停止。

（5）穿墻管區域磨損，鍋爐屏過管道穿墻開孔區域的彎管及水冷壁管表面磨損，經過對鍋爐測厚發現此區域水冷壁管局部的嚴重磨損。為了提升防磨的效果，可以選擇超音速電弧噴涂技術，并將耐磨澆注料澆注在其中，這樣可以保證水冷壁管表面磨損程度得到大大減輕。在之后的使用中發現通過采取金屬噴涂的措施，不僅保證了鍋爐的正常運行，也基本上不會因為出現故障而停運檢修，實踐中獲得了良好的防磨效果。

結束語

總之，在鍋爐中綜合運用多種防磨技術，可以保證鍋爐運行的連續進行，也大大延長了鍋爐的使用壽命。鍋爐連續平穩運行已達到156天。在循環流化床鍋爐運行的過程中，其水冷壁逐步出現了較大的磨損，分析其原因可知為循環流化床燃燒方式所致，由于貼壁流存在較高的濃度，物料也會快速的流動，而在多種防磨技術的作用下，可以有效降低水冷壁的磨損程度，對保證鍋爐的穩定安全運行起到了重要作用。防磨熔敷技術成功在我公司三臺鍋爐上的應用，不僅有效的降低的鍋爐磨損，同時還提高了鍋爐運行的經濟性。