200MW機組鍋爐前包墻過熱器防磨技術(shù)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(xiàn)磨損問題進行了技術(shù)分析，并采取防磨措施和技術(shù)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(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：前包墻；過熱器；磨損；高溫耐磨膠泥

1 前言

公司現(xiàn)有6臺超高壓大容量一次中間再熱自然循環(huán)蒸汽鍋爐。由于煤炭市場供應(yīng)緊張，入爐煤與設(shè)計煤種偏差大，飛灰磨損加劇。在鍋爐運行、檢修和維護中發(fā)現(xiàn)前包墻過熱器沖刷和磨損非常嚴(yán)重，嚴(yán)重影響安全及經(jīng)濟運行。針對鍋爐前包墻過熱器磨損嚴(yán)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(shù)革新改造。目前經(jīng)防磨處理和技術(shù)革新改造的鍋爐生產(chǎn)正常，各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)基本達到設(shè)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(lián)箱，經(jīng)頂棚過熱器前部至頂棚中間聯(lián)箱后分兩路，其中一路從頂棚中間聯(lián)箱下來，錯列布置成拉稀管至前包墻下聯(lián)箱，稱為前包墻過熱器。

2.1 前包墻過熱器漏泄統(tǒng)計

前包墻過熱器共計135根管，節(jié)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?zé)煔鈪^(qū)域氣流不穩(wěn)定，飛灰濃度高，工作環(huán)境惡劣。

2.2 前包墻過熱器磨損統(tǒng)計

5號爐于2007年8月投產(chǎn)，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(fā)現(xiàn)超標(biāo)管段達71根，最嚴(yán)重管段壁厚僅僅2mm。短短8個月時間，4mm磨損量給設(shè)備帶來一定的安全隱患。

2.3 前包墻過熱器磨損要因確認(rèn)

2.3.1 煤質(zhì)差

由于煤炭市場供應(yīng)緊張，入爐煤與設(shè)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(chǎn)生煙氣走廊的位置主要在甲、乙兩側(cè)管子與側(cè)包墻過熱器連接處，是由于爐前再熱器管排與側(cè)墻間隙大產(chǎn)生的。此位置是檢查工作的重點，前包墻及側(cè)包墻管極易發(fā)生磨損超標(biāo)。

2.3.3 聯(lián)箱耐火料脫落

由于安裝質(zhì)量不到位、未預(yù)留膨脹間隙，耐火料脫落，出現(xiàn)縫隙，產(chǎn)生局部渦流，造成受熱面局部磨損。發(fā)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(zhì)量差結(jié)合不嚴(yán)密

為追求利益最大化，以差充好，降低質(zhì)量要求，部分蓋板厚度不夠；當(dāng)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，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(tǒng)措施

3.1聯(lián)箱上澆注耐火料

在聯(lián)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(shù)不一致易開裂脫落，長時間運行聯(lián)箱耐火料部分與管子結(jié)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(tǒng)常用的防磨方法，在易產(chǎn)生側(cè)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(tǒng)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(jīng)過數(shù)次點停爐后大部分蓋板脫焊、翹起、變形嚴(yán)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(jié)超細(xì)微陶瓷粉、超硬陶瓷顆粒及與之反應(yīng)的高溫膠聯(lián)劑等成分組成稱為CT系列材料。高溫耐磨膠泥經(jīng)室溫固化后隨煙氣溫度的升高，發(fā)生硅烷羥基縮合反應(yīng)而與管材產(chǎn)生較大的粘附力，同時陶瓷微粉之間相互反應(yīng)形成堅硬、致密的高溫耐磨膠泥涂層。微燒結(jié)形成陶瓷結(jié)構(gòu)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(zhì)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(biāo)

高溫耐磨涂層在高溫區(qū)呈陶瓷狀態(tài)、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(jié)垢、鐵銹和異物等。

4.3.2焊接鋼板網(wǎng)

對于大面積施工，應(yīng)先將鋼板網(wǎng)焊接在鋼板表面上作為骨架材料，提高涂層與鋼板的結(jié)合強度及涂層的整體性。鋼板網(wǎng)與鋼板應(yīng)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(wǎng)在涂料內(nèi)部，不能漏出。涂料可涂抹于垂直或吊頂?shù)墓ぷ髅嫔稀?/p>

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(yīng)光滑、致密，不能有開裂現(xiàn)象，涂層厚度應(yīng)達標(biāo)。對不合格處應(yīng)重新進行處理。

4.4 高溫耐磨膠泥與傳統(tǒng)防磨措施的比較

4.4.1 技術(shù)性能比較

（1）高溫耐磨膠泥與傳統(tǒng)的加裝蓋板防磨相比，不會發(fā)生蓋板脫焊、翹起、變形等問題，且性能穩(wěn)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(chǎn)生涂層脫落現(xiàn)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(chǎn)生。

（3）噴涂高溫耐磨膠泥避免了因蓋板變形、翹起發(fā)生的積灰問題，減少了鍋爐的通風(fēng)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(jīng)濟性能比較

直接經(jīng)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(jīng)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(jīng)濟損失：144+0.72+138.24=282.96萬元

間接經(jīng)濟效益：前包墻過熱器進行防磨改進所帶來的間接經(jīng)濟效益是長遠(yuǎn)而且巨大的，主要體現(xiàn)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(jié)約資金11.6625-1.5876=10.0749萬元，且大修周期內(nèi)再無其它檢修費用。

5 結(jié)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(jīng)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(xiàn)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(wěn)定運行。

作者簡介：

高鋒，（1985- ），男，助理工程師，從事發(fā)電廠鍋爐檢修工作。