【摘 要】水冷壁管是循環流化鍋爐受熱面中磨損最嚴重的部位之一，本文對75t/h循環流化牀鍋爐運行中水冷壁管磨損、泄漏的原因進行了分析、總結，並提出相應的調整和改進措施，延緩鍋爐水冷壁管的磨損，保證鍋爐安全、經濟運行。
【關鍵詞】循環流化牀鍋爐 水冷壁管 磨損 原因分析 預防措施
一、前言
合肥天源熱電有限公司位於合肥高新技術產業開發區，是合肥市熱力公司控股，是一家專業從事城市熱電聯產企業，是安徽省首家取得城市集中供熱資質企業。主要向高新開發區及西熱區企事業單位、民用熱用戶供汽和集中供熱。
二、鍋爐概況
合肥天源熱電有限3＃、4＃循環流化牀鍋爐（YG-75/3.82-M1）是由濟南鍋爐集團有限公司製造生產的中溫、中壓鍋爐，採用旋風分離器組成循環燃燒系統，爐膛爲膜式水冷壁結構，過熱器分高、低二級過熱器，中間設噴水減溫器，尾部設三級省煤器和一、二次風預熱器。
我公司兩臺循環流化牀鍋爐返料系統鍋爐廠進行了重新設計，4＃鍋爐旋風分離器效率較3＃鍋爐高，正常運行中，3＃鍋爐爐膛差壓在0.3 Kpa左右，4＃鍋爐爐膛差壓在0.8 Kpa左右，最高時達1.4 Kpa。兩臺鍋爐投運一年多，爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域對接焊縫處（標高9360mm）出現泄漏，其中，3＃鍋爐出現一次，4＃鍋爐出現三次，造成被迫停爐檢修，進行水冷壁管更換，影響正常生產，直接和間接經濟損失都很大。
三、水冷壁管磨損機理
鍋爐水冷壁管的磨損主要集中在三個區域：爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損；爐膛四周角落區域管壁的磨損；不規則區域管壁的磨損。
爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內壁面下流的固體物料在交界區域產生流動方向的改變，因而對水冷壁管產生沖刷，對水冷壁管產生磨損；另一個原因是在過渡區域內由於沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運動方向相反，在局部產生渦旋流，對水冷壁管產生磨損。
爐膛四周角落區域管壁的磨損原因是角落區域內壁面向下流動的固體物料密度比較高，同時流動狀態也受到破壞。
不規則區域管壁（如溫度計、差壓計等處穿牆管等）的磨損原因主要是不規則管壁對局部的流動特性造成較大的擾動。
四、鍋爐水冷壁管磨損、泄漏原因分析
鍋爐水冷壁管出現泄漏，停爐後，對鍋爐衛燃帶處築爐部位、噴塗區域及鍋爐運行記錄進行了檢查、分析。通過比較發現4＃鍋爐磨損情況較3＃鍋爐嚴重，磨損部位比3＃鍋爐多，並且存在一根水冷壁管出現泄漏後，將鄰近的水冷壁管吹壞。聯繫濟南鍋爐廠相關部門，並查閱相關資料，分析認爲造成衛燃帶處水冷壁管磨損、泄漏主要原因有如下幾點：
1、鍋爐衛燃帶處應注意避免出現“凸臺”， 包括水冷壁管對接焊縫打磨不平形成的“凸臺”及衛燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺”。 如果出現“凸臺”，使得下降灰流與水冷壁管形成了衝擊角，不僅加劇對接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對鄰近管子造成嚴重磨損。這是由於爐內循環物料沿水冷壁向下流過凸臺時改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個部位，造成該處水冷壁快速沖刷磨損，尤其是水冷壁管與澆注料接觸的兩側。
2、鍋爐衛燃帶水冷壁管火焰噴塗防磨區域出現局部材質掉落現象，致使水冷壁管產生了切割效應，加劇了管壁磨損，如下圖所示：
3、鍋爐運行中的煙氣流速是影響鍋爐水冷壁管磨損最主要的因素。研究表明，鍋爐水冷壁管磨損量與煙氣流速的3次方成正比關係。在鍋爐實際運行過程中，鍋爐運行人員擔心流化不良，爲了提高鍋爐運行保險係數，常以較大風量運行，造成煙氣流速過快，嚴重加劇鍋爐的磨損，同時增加廠用電量。
五、鍋爐水冷壁管泄漏預防措施
1、爲了避免衛燃帶水冷壁管對接焊縫打磨不平形成的“凸臺”及衛燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺”。應加強鍋爐安裝及築爐施工過程中的檢查、驗收工作，保證施工工程質量。
也可以對水冷壁管處澆注料爐牆改進性，將此處水冷壁管結合處下方懸空，不進行澆注，讓下落的.灰直接撞擊澆注料。
同時，衛燃帶水冷壁管對接焊縫設計時可考慮進行上移或下移，以避免在焊縫處形成的“凸臺”，造成水冷壁管磨損。
2、定期對衛燃帶水冷壁管進行超音速電弧噴塗。超音速電弧噴塗是目前國際上比較先進的噴塗施工方法，比普通電弧噴塗和火焰噴塗較理想，以電弧爲熱源，將熔化的耐磨合金絲材用高速氣流霧化，並以高速噴到工件表面形成塗層的一種工藝。可以延緩磨損來延長鍋爐運行週期，是一種技術經濟性比較好的方法。爲了保證超音速電弧噴塗的質量，應做好施工技術與管理、驗收檢測等過程中存在的一些技術問題。
3、鍋爐運行調整
（1）嚴格控制適宜的入爐風量，一次風在保證正常流化的情況下，合理調整一、二次風配比，一次風比例佔50～60％，一次風比例佔40～50％，降低煙氣流速，減少水冷壁管的磨損。
（2）控制合適的爐膛差壓、料層差壓。料層差壓偏高，流化風量增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損和電耗。爐膛差壓偏高，鍋爐爐膛內灰濃度增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損。
（3）應特別注意燃料特性對磨損的影響，嚴格控制入爐煤的煤質和粒度。流化牀鍋爐的燃料適應性廣，可以燃用劣質煤，但是燃用優質煤，流化牀鍋爐的優勢更加明顯，排渣熱損失小，電耗低，鍋爐效率高，水冷壁磨損減小。嚴格控制入爐煤粒度，儘量避免燃用高磨損的燃煤和煤中配比的控制，入爐煤粒度最大不應超過13mm。
4、如何儘早發現鍋爐水冷壁管出現泄漏
由於循環流化牀鍋爐燃燒特性，決定了鍋爐磨損存在的必然性，在採取措施減少、延緩水冷壁管磨損的同時，如何及時發現已出現泄漏的水冷壁管，避免更大範圍的泄漏，結合鍋爐運行情況，提出以下幾點：
（1）、鍋爐給水流量與鍋爐主蒸汽流量差值異常變大時，應及時對給水流量、蒸汽流量表計進行校驗，確認流量表計顯示的正確性。若表計無異常，此現象可作爲判斷水冷壁管出現泄漏最直接、簡單依據之一。
（2）、鍋爐運行中，應注意觀察衛燃帶附近爐牆是否潮溼、是否有泄漏聲等來判斷水冷壁管是否出現泄漏。
（3）、如果鍋爐燃用煤質相對穩定，可通過鍋爐機組其他表計，如蒸汽、給水壓力、引風機電流、排煙溫度、返料器溫度表計的變化，來判斷水冷壁管是否出現泄漏。
小 結
由於循環流化牀鍋爐特性決定了受熱面必然存在磨損，而鍋爐水冷壁管磨損是鍋爐受熱面磨損最嚴重的部位之一，隨着鍋爐運行時間加長，鍋爐水冷壁管磨損問題越突出。我們要採取措施儘可能減少和避免磨損，延緩鍋爐運行週期，減少非計劃停爐次數。如何在鍋爐安全與經濟運行之間選擇最佳運行工況，有待於在今後的鍋爐運行過程中，不斷進行分析，總結經驗，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預防水平，實現鍋爐安全、經濟運行。
參考文獻：
1、岑可法、倪明江等《循環流化牀鍋爐理論設計與運行》 中國電力出版社 1998.5
2、呂俊復、張建勝、嶽光溪《循環流化牀鍋爐運行與檢修》 中國水利水電出版社 2003 ISBN 7-5084-1410-1