防磨防爆總結

防磨防爆采取的措施總結內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責任公司一期2×300MW燃煤空冷機組工程，采用東方鍋爐（集團）股份有限公司自主開發(fā)研制的單爐膛循環(huán)流化床鍋爐。其類型為亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、汽冷式旋風分離器、循環(huán)流化燃燒、平衡通風、固態(tài)排渣、燃煤、鋼架為雙排柱鋼結構、全懸吊結構。做好\o"鍋爐防磨"鍋爐防磨防爆工作，是提高機組可靠性、降低非計劃停運的重要措施，是發(fā)電企業(yè)一項重中之重的工作，它涉及鍋爐、金屬、化學、熱工、焊接等專業(yè)，關系到機組設計選型、制造、監(jiān)造、安裝、調(diào)試、運行、檢修、監(jiān)督等過程和環(huán)節(jié)，是一種非常龐雜、專業(yè)性非常強的系統(tǒng)性工作。我廠兩臺機組從設計開始直到機組投產(chǎn)運行，對防磨防爆工作都極為重視，結合同類型機組運行經(jīng)驗，針對鍋爐防磨防爆的薄弱環(huán)節(jié)采取了不少有力的措施。一、檢查檢修方面：1.受熱面1.1“貼壁流”引起的磨損循環(huán)流化床鍋爐在運行過程中其床料分兩種方式循環(huán)：一種是床料上升至頂部進入分離器后下到回料器，重新返回爐膛，這種循環(huán)叫做外循環(huán)；一種是床料在爐膛中間上升到爐膛頂部再沿爐膛邊壁下降到密相區(qū)，這種循環(huán)叫內(nèi)循環(huán)。其中內(nèi)循環(huán)對水冷壁的劇烈磨損有很大影響。床料及飛灰順著爐膛四周的水冷壁快速下降形成“貼壁流”，貼壁流對水冷壁管造成嚴重磨損。目前研究表明物料對管壁的磨損速率與其速度、濃度及粒度關系為：E

=

k·U3·d2·μ式中：E──磨損速率，μm/100h；k

——灰特性系數(shù)U──物料速度，m/s；d

──物料顆粒直徑，m；μ──物料濃度，g/(m2·s)

式中可以看出，磨損速率與物料速度成三次方關系，與顆粒直徑成平方關系，與物料濃度成正比。同時可以看出，越靠下部，貼壁流的速度越快，受“貼壁流”的影響也就越大。1.1.1加裝防磨梁由于貼壁流的流速對水冷壁管磨損影響最大，因此只要降低了貼壁流的流速，磨損速率就會極大幅度的降低，為此京泰公司引入了多級防磨梁技術。增設9級防磨橫梁，貼壁流在下降過程中遇到了阻擋的橫梁，使流速降低，并且在這一過程中，部分顆粒改變了流動方向，致使貼壁流的顆粒也減少，因此磨損也會進一步減少。但隨著運行周期的增長，陸續(xù)暴露出一些防磨梁設計上的不足。由于第四、五級防磨梁之間的跨度較大，防磨梁的減速效果較差，加上爐膛四角煙氣疊加，濃度較大，因此第五級防磨梁爐膛四角部位磨損較嚴重。針對這樣的磨損特點，在第四、五級防磨梁之間后墻水冷壁角部增設了1m長的防磨梁。加裝后效果明顯，第五級防磨梁后墻水冷壁角部防磨情況得以緩解。2012-2013年隨著機組增容、摻燒煤泥后，檢修檢查中發(fā)現(xiàn)后墻水冷壁防磨梁根部出現(xiàn)了局部快速磨損，前墻水冷壁大面積整體均勻磨損。針對循環(huán)流化床鍋爐“貼壁流”的磨損特點，雖然增設了9級防磨梁來對貼壁流進行減速，改變方向，減緩磨損，但下降物料并不是嚴格按照防磨梁逐級下落。貼壁物料在重力作用下，從不同的高度、顆粒自然分選落下，貼壁流的厚度從上向下逐漸變厚，大量物料未經(jīng)過上幾級防磨梁減速直接掉落到處于過渡區(qū)的第八、九級防磨梁后反彈，引起防磨梁根部水冷壁管的沖刷磨損。加之兩組水冷蒸發(fā)屏的阻擋，使靠近水冷蒸發(fā)屏的貼壁流形成了疊加，物料濃度進一步增大，因此水冷蒸發(fā)屏下部的防磨梁反彈沖刷磨損更嚴重。針對這樣的磨損特點，在兩組水冷蒸發(fā)屏下部分別增設了5m長的防磨梁，且新增防磨梁的高度增加20mm。對磨損嚴重部位進行了補焊以及修復噴涂層。1.1.2防磨噴涂為了最大限度的減少磨損，對水冷壁管部分位置進行了金屬噴涂防護，噴涂位置在密相區(qū)耐火材料區(qū)末端始向上至第八級防磨梁之間的所有水冷壁管。2010-2011年間使用效果良好，過渡區(qū)磨損情況可控，只需對局部區(qū)域涂層進行修復（水冷壁管本身未磨損）。2012-2013年隨著機組增容、摻燒煤泥后，檢修檢查中發(fā)現(xiàn)第五、八、九級防磨梁上部后墻水冷壁磨損嚴重，發(fā)現(xiàn)大量超標管段，爐膛出口附近前墻水冷壁大面積整體均勻磨損。更換超標管段后，對這些區(qū)域再次進行了防磨噴涂。下表為投產(chǎn)至2013年末2號鍋爐后墻水冷壁第五、八、九級防磨梁處測厚對比：說明：減薄速率=減薄量/運行時間，投產(chǎn)-2012年10月運行時間為15843.3小時，即660天；2012年10月-2013年10月運行時間為7648.13小時，即319天；標注紅色測厚值為超標位置后墻水冷壁第五道防磨梁上0.5m處材質(zhì)SA-210C規(guī)格57×6.5管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）2012.102013.10投產(chǎn)-20122012-20132012.102013.10投產(chǎn)-20122012-201332261.2532615.441.674.39322091.2532664.70323062.82326094.08323092.1932613.7632360.9432664.7032320.31332672.8232320.9432664.0832320.62732622.8232361.5732624.0832361.5732705.641.365.0232385.351.820.9432764.3932320.9432773.76324061.5732764.0832461.8832773.4532425.851.062.5132764.70324092.19327094.7032462.1932714.0832455.551.521.5732765.3332461.5732772.82位置后墻水冷壁第八道防磨梁上0.5m處材質(zhì)SA-210C規(guī)格57×6.5管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）2012.102013.10投產(chǎn)-20122012-20132012.102013.10投產(chǎn)-20122012-201337090.31332465.351.820.943760.62732471.253760324854.52.271.5737092.51324954.62.271.2537061.8832505.251.970.62737061.8832521.571.2側向磨損側向磨損是水冷壁向火側約四分之一的弧面均勻磨損，水冷壁向火側一面均勻磨損，表面光滑，厚度減薄1-2mm，而另一側未發(fā)生磨損。側向磨損主要發(fā)生的部位就是爐膛出口部位前、后墻水冷壁。側向磨損有兩方面的原因，一是煙氣流在爐膛出口部位發(fā)生大角度轉向，使煙氣流以一定角度沖刷水冷壁迎風側造成磨損；另一方面爐膛出口部位（分離器入口）流通截面突然縮小，煙氣流流場發(fā)生改變，在此處必然會加速，因此造成的磨損也是非常嚴重的。經(jīng)過以往的防磨防爆檢查發(fā)現(xiàn)，爐膛出口區(qū)域的前、后墻水冷壁均有不同程度的磨損。前墻水冷壁呈大面積均勻減薄，減薄情況較輕。后墻水冷壁磨損減薄嚴重。針對這些問題，采取了增設防磨縱梁、更換帶有翅片的水冷壁管的措施，來達到降低煙氣流速，從而降低磨損速率的目的。根據(jù)磨損程度不同，在前墻增設9道均勻分布的防磨縱梁。后墻根據(jù)距離爐膛出口由近及遠，防磨梁分布由密及疏，每個出口6道，共18道垂直防磨梁，并更換了長10米12根翅片管。鍋爐運行4個月后停爐對水冷壁進行了全面宏觀檢查，發(fā)現(xiàn)爐膛出口區(qū)域水冷壁磨損程度大幅減輕，安裝防磨縱梁前每次停爐均發(fā)現(xiàn)此區(qū)域噴涂層沖刷殆盡，且水冷壁管本身磨損減薄。采取措施后，發(fā)現(xiàn)此區(qū)域噴涂層運行4個月后依然完好，磨損情況得到控制。說明：減薄速率=減薄量/運行時間，投產(chǎn)-2012年10月運行時間為15843.3小時，即660天；2012年10月-2013年10月運行時間為7648.13小時，即319天；標注紅色測厚值為超標位置后墻水冷壁第三道防磨梁上1.5m處材質(zhì)SA-210C規(guī)格57×6.5管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）2012.102013.10投產(chǎn)-20122012-20132012.102013.10投產(chǎn)-20122012-201332285.15.02.120.31332506.26.00.4550.62732220.62732516.16.00.6060.31332305.04.82.270.62732506032370.94325090.31332325.04.92.270.31332546.05.80.7580.62732335.15.02.120.313325090.31332320.31332560.31332370.31332560.62732320.62732510.31332360.31332560.31332309032602032360.31332620.62732406.05.90.7580.31332625.04.82.270.62732416.06.00.758032620.31332426.06.00.758032670.94324550.31332655.04.92.270.31332406032680.31332456.56.300.62732620.627324030.31332680.313位置前墻水冷壁第三道防磨梁上1m處材質(zhì)SA-210C規(guī)格57×6.5管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）管排編號管子編號測厚對比（mm）減薄速率對比（10-3mm/d）2012.102013.10投產(chǎn)-20122012-20132012.102013.10投產(chǎn)-20122012-2013126030.313128060.62712666.56.300.627128030.313126550128030.62712686.05.90.7580.31312876.16.00.6060.313126060.62712886.06.00.75801270520.9412809012716.26.00.4550.6271290060.62712726.05.90.7580.31312916.05.80.7580.62712709012926.05.70.7580.9412746.05.90.7580.31312936.05.90.7580.31312756.16.00.6060.313129551.25127060.627129060.62712776.16.00.6060.31312909012786.36.00.3030.9412960.627127090.31312960.941280091.25129090.627128550.9413006.05.60.7581.25128061.2513010.627128090.62713060.6271.3SA213-T91管材裂紋屏式再熱器、上升段屏式過熱器選用的是SA213-T91材質(zhì)，在基建期就發(fā)現(xiàn)了大量的組屏焊縫裂紋。延遲裂紋的產(chǎn)生取決于焊接材料的選擇和焊接工藝的嚴格執(zhí)行?；ㄆ谡幱诖杭荆h(huán)境溫度較低，而且最初選擇了NiCrFe-3焊條進行焊接，因此出現(xiàn)了大量的裂紋。之后改用NiCrMo-3，情況得以好轉。但隨著運行時間的累積，機組運行及啟停過程中，隨負荷變化，管子溫度發(fā)生大幅波動，產(chǎn)生的交變應力作用使焊縫內(nèi)部缺陷擴展最終導致開裂，進而裂紋擴展并延伸至母材。因此在防磨防爆檢查項目中將組屏焊縫列為重點部位，對發(fā)現(xiàn)的裂紋進行打磨至完全消除，必要時使用NiCrMo-3焊條對鰭片進行補焊。對已有裂紋延伸至母材的管段予以更換，更換時嚴格執(zhí)行焊接工藝，焊前預熱，焊后熱處理。經(jīng)過2次C級檢修，組屏焊縫裂紋基本得到控制，2012-2013年機組C級檢修時均未發(fā)現(xiàn)裂紋。2.耐火材料2.1旋風分離器入口煙道側墻及靶區(qū)旋風分離器靶區(qū)及入口煙道分別敷設47.5mm、55mm厚的耐磨可塑料，依靠柱狀銷釘、Y型釘進行固定。此區(qū)域煙氣物料流速快，且物料顆粒撞擊磨損靶區(qū)的入射角接近90°，每次停爐后對此區(qū)域爐襯材料進行檢查都會發(fā)現(xiàn)不同程度的磨損和裂縫情況。機組增容、摻燒煤泥后，由于灰分增大，煙氣流速加快，此部位的磨損情況進一步加劇，主要表現(xiàn)為出現(xiàn)多處面積約為0.5m×0.5m區(qū)域耐火材料磨損脫落，受熱面管排暴露在高流速煙氣流中，發(fā)生了磨損減薄（未超標）。2013年11月二號機組C級檢修中發(fā)現(xiàn)此部位耐火材料局部磨損脫落導致受熱面管排暴露在高流速煙氣中的問題更為顯著，旋風分離器管排因磨損減薄超標更換13根。檢修中對三臺旋風分離器靶區(qū)及入口煙道耐火材料全部進行了拆除，更換為耐磨性、抗熱震穩(wěn)定性更高的碳化硅耐磨可塑料。2.2布風板澆注料爐底布風板上敷設75mm厚的耐磨澆注料，在檢修檢查中發(fā)現(xiàn)局部有開裂、剝落現(xiàn)象。此區(qū)域所處工況十分惡劣，鍋爐啟停、負荷變化引起了溫度循環(huán)變化和熱沖擊造成耐火材料產(chǎn)生裂縫，當床料進入裂縫后，耐火材料又在溫度變化下，反復膨脹與收縮變化時，就會產(chǎn)生擠壓剝落。摻燒煤泥后煙氣中水分增加，進一步加劇了布風板澆注料的開裂、剝落。在每一次的檢修中都將此區(qū)域列為重點檢查部位，停爐時將床料清理干凈，使用壓縮空氣吹掃，對破損部位使用鉻剛玉耐磨可塑料進行了修復。布風板澆注料開裂、剝落面積擴大，局部區(qū)域出現(xiàn)露管現(xiàn)象（未超標）。2013年11月二號機組C級檢修對布風板澆注料全部進行拆除，更換為抗熱震穩(wěn)定性更高的耐磨耐火澆注料。2.3爐膛密相區(qū)開口處爐膛密相區(qū)開口位置（播煤口、二次風口、返料口、排渣口等），此部位結構異形，破壞了整個動力場的平衡，因此磨損將會加劇。其中以播煤口周圍耐火材料脫落尤為突出。播煤口長期處于高溫工況，得不到良好的冷卻，膨脹、變形、脫落問題一直比較嚴重。雖然在2011年對播煤口進行了材質(zhì)改進、加厚等技術改造，但2號爐運行4個月臨修發(fā)現(xiàn)播煤口燒損變形問題仍然很嚴重。根據(jù)實際運行情況分析播煤口因煤泥摻燒比例大，播煤效果變差，造成燃燒上移至播煤口內(nèi)部，導致播煤口變形膨脹進而將周圍耐火材料擠壓脫落，使水冷壁管直接暴露在高濃度、高流速煙氣中，成為了極大的安全隱患。2號爐C級檢修中對8個播煤口周圍的耐火材料全部進行了拆除更換。并將播煤口處預留的打焦孔加入兩路高壓流化風，來達到冷卻播煤口鋼板的目的。3.檢修質(zhì)量把關循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面運行狀況良好，不會出現(xiàn)重大的安全隱患。受熱面的檢修工作主要針對水冷壁的檢查更換。循環(huán)流化床鍋爐在運行一段時間后，一般都會對水冷壁進行大面積的金屬噴涂，需要注意的是帶有噴涂層的水冷壁管段更換時，必須將噴涂層打磨干凈，并對焊縫兩端20mm區(qū)域內(nèi)進行光譜復核。否則在焊接過程中極易出現(xiàn)裂紋。耐火材料的性能、施工工藝的執(zhí)行以及大面積更換時烘爐這三個方面是決定耐火材料使用性能的主要因素，檢修時必須對這三方面嚴格把關。決定不定形耐火材料使用性能優(yōu)劣最基本的指標就是體積密度，同時針對煙氣流量大、煙氣流速快的部位，耐火材料的抗熱震穩(wěn)定性、耐磨性也是十分重要的性能指標。耐火材料