【故障现象】
炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接处及以上1～5m 处、炉膛四角、返料口上部及炉膛出口烟气转弯等处。炉膛内水冷壁管磨损情况如图1-1所示。
图1-1 炉膛内水冷壁管防磨管上部的磨损情况
水冷壁管磨损后造成水冷壁管泄漏，高压汽水混合物直接剧烈冲刷造成更多邻近水冷壁管泄漏，有时汽包水位都很难维持，泄漏处床温急剧下降，两侧床温差大，被迫停炉。现在运行的循环流化床锅炉机组中受热面因磨损爆管的次数为煤粉炉的3～5倍，受热面爆管后处理起来难度较大，而且还要组织人员清理床料、重新加入床料，往往要付出更大的人力、物力才能处理好，这是各发电企业最为头疼的难题。循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行也具威胁性。以美国纽克拉电厂为例，循环流化床锅炉运行事故统计如表1-1所示。
表1-1 美国纽克拉电厂 （Nucla）420t/h循环流化床锅炉运行事故率统计
【原因分析】
循环流化床锅炉水冷壁管磨损机理与煤粉炉水冷壁管的磨损机理有很大的不同，这是因为：①大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；②由于内循环的作用，大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落，对水冷壁管进行剧烈冲刷，特别在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位，由于没有上行气流，沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流，对局部水冷管壁起到一种刨削作用。
影响水冷壁磨损的主要因素有：
（1）烟气流速的影响。烟气流速越高磨损越严重，磨损量与烟气流速的三次方成正比。一次风量越大，磨损量越大。另外二次风量越大，对炉内燃烧情况的扰动越剧烈，水冷壁磨损量也越大。
（2）烟气颗粒浓度的影响。烟气内颗粒浓度越大，水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大，对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中，负荷越高，床层密度及床层差压越大，说明颗粒浓度越大，磨损量也越大。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上，如表1-2所示。
表1-2 各种锅炉的典型固体物料密度及烟速
（3）燃料性质的影响。燃料颗粒硬度、灰分越大，对水冷壁管壁的切削作用越强烈，磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其他高硬度燃料时，会大大缩短水冷壁管爆管的运行时间。
（4）安装及检修质量的影响。锅炉安装及检修质量不好，例如：受热面鳍片没有满焊，造成大量颗粒外漏，导致水冷壁管侧面的磨损；或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，形成颗粒涡流加剧磨损。
（5）耐磨材料脱落。在炉膛密相区排渣口、二次风口处的异型管、过热器及再热器穿墙管密封盒处管壁都会因耐磨材料脱落造成磨损。风水联合冷却式流化床冷渣器回风口处由于风速过快，将耐磨材料吹落造成磨损。(www.xing528.com)
（6）锅炉本身动力场的影响。由于炉膛内烟气流速分布不均匀，四角处的烟气流速比中间大许多，所以磨损情况比其他部位严重。
【处理及改造方法】
（1）运行调整方面。在保证床料充分流化的前提下，尽量降低一次风量；在维持氧量的前提下适当调整二次风量，合理搭配上下二次风量，保持合适的过剩空气量。适当降低密相区高度，延长燃煤颗粒在炉内的停留时间，减小对水冷壁管的冲刷，同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率，延长固体颗粒在炉内的停留时间。
（2）加强来煤管理，控制矸石含量。及时进行煤质化验，控制来煤的筛分粒度，经常根据燃料颗粒度分布情况调整碎煤机锤头间隙，尽量采用二级破碎系统，提高煤颗粒的均匀度，减小大颗粒在来煤总量中的比例。
图1-2 让管技术
（a）没采用让管技术结构图；（b）采用让管技术结构图
（3）检修改造方面。杜绝水冷壁管屏表面的凸起现象，检修结束后将水冷壁管焊口打磨圆滑，水冷壁管鳍片应该满焊，不能留下缝隙或漏洞。在水冷壁管加装防磨护板，应注意防磨护板与水冷壁管间的间隙不能太大以防形成凸台。采用让管技术，如图1-2所示。选择质量较好的耐磨浇注料和技术水平高的施工队伍，浇注料软着陆时不能形成斜坡，以免附近水冷壁管的磨损加剧。规范施工工艺，确保耐磨浇注料在机组正常运行时不脱落。
（4）对密相区埋管以上的裸露水冷壁管进行热喷涂。由于循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重，而一时难以找到有效的手段去彻底解决，目前热喷涂成为一种有效的方法来降低磨损。热喷涂是利用一定热源如高温电弧将用于喷涂的材料加热至熔化，以高速度喷射沉积到经过预处理的工件表面，形成具有较强耐磨功能并与基体牢固结合的覆盖层的一项表面加工技术。按热源分类，基本上可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。热喷涂技术具有以下特点：
1）涂层的致密性好。
2）涂层硬度高。
3）涂层耐磨性能高。
4）涂层与管道基体结合强度大。
进行过热喷涂的水冷壁管抗磨损和抗腐蚀寿命可以提高2～4倍。其施工工艺过程为：首先将水冷壁管壁减薄的部位先进行堆焊，然后打磨圆滑，使处理后的水冷壁管壁厚度与正常管壁相同，再对处理过的部位焊缝进行圆滑过渡。最后进行喷沙处理，对管壁进行清理和粗化，喷沙处理后短时间内进行电弧喷涂即可完成整个喷涂过程。
（5）在不影响锅炉吸热量的前提下对水冷壁管进行埋管处理。水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，其结构见图1-3。
图1-3 水冷壁管表面耐磨耐火材料
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
