0、前言
    云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司的1、2號(hào)鍋爐均為引進(jìn)法國(guó)Alstom技術(shù)，由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造的HG-1025/17.5．L．HM37型循環(huán)流化床鍋爐，兩臺(tái)鍋爐分別于2006年6月和8月順利地通過(guò)168 h滿負(fù)荷試運(yùn)行，投入了商業(yè)運(yùn)營(yíng)。兩臺(tái)爐自2009年小修后一直高負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，截至到2010年7月31日機(jī)組C修2號(hào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行326天，平均負(fù)荷率95%以上。取得以上好成績(jī)得益于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵在于鍋爐，鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵則在于受熱面的防磨防爆治理，可以說(shuō)受熱面的防磨防爆治理對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐長(zhǎng)周期運(yùn)行來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
1、鍋爐設(shè)備簡(jiǎn)介及水冷壁防磨防爆治理前運(yùn)行概況
    鍋爐設(shè)計(jì)為單爐膛褲衩型雙水冷布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，物料外循環(huán)系統(tǒng)布置有4個(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器，4個(gè)非機(jī)械型單回路自平衡式回料閥，對(duì)稱布置的4個(gè)外置床內(nèi)分別布置有兩個(gè)低過(guò)、高再和兩個(gè)中過(guò)受熱面。鍋爐給煤系統(tǒng)配置有4條給煤線，采用兩級(jí)6點(diǎn)給煤方式。排渣系統(tǒng)通過(guò)4個(gè)滾筒冷渣器來(lái)控制鍋爐排渣量。鍋爐水循環(huán)采用單汽包自然循環(huán)、膜式水冷壁單段蒸發(fā)系統(tǒng)。來(lái)自給水加熱器的給水進(jìn)入位于尾部煙道下面的省煤器，然后進(jìn)入汽包，工質(zhì)通過(guò)下降管進(jìn)入水冷壁下部集箱，工質(zhì)從這些集箱進(jìn)入水冷壁再到達(dá)汽包。產(chǎn)生的飽和蒸汽依次經(jīng)過(guò)：包墻過(guò)熱器、布置在外置床內(nèi)的低溫過(guò)熱器、布置在外置床內(nèi)的中溫過(guò)熱器、布置在尾部煙道內(nèi)的高溫過(guò)熱器，最終供給汽輪機(jī)。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    2009年C修前兩臺(tái)爐水冷壁泄漏共計(jì)7次。l號(hào)爐水冷壁泄漏3次，2號(hào)爐水冷壁泄漏4次，其中包括2號(hào)爐C修后啟動(dòng)讓管改造焊口泄漏1次，上半年平均每一個(gè)月就發(fā)生水冷壁泄漏停爐一次，水冷壁的泄漏現(xiàn)象均為局部磨損泄漏。泄漏的水冷壁管頂棚管伴隨超溫爆管，水冷壁泄漏已經(jīng)成為影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)主要頑疾。
2、水冷壁泄漏規(guī)律分析
    2009年8月7日2號(hào)爐小修后讓管改造焊口泄漏，分析主要跟檢修質(zhì)量有關(guān)，這1次泄漏在這里不做對(duì)比分析。
    1號(hào)爐2009年2月21日泄漏位置發(fā)生在水冷壁密相區(qū)與稀相區(qū)交界處，水冷壁延伸墻根部鰭片被磨穿，造成水冷壁管與延伸墻之間形成煙氣走廊，加劇磨損造成了此次泄漏。l號(hào)爐2月21日泄漏位置，如圖1所示。
    1號(hào)爐2009年5月6日泄漏發(fā)生在鍋爐右側(cè)第三排延伸墻角部（從前向后數(shù)）第一根水冷壁管（從前向后數(shù)第37根水冷壁管）和延伸墻管，后又發(fā)現(xiàn)爐膛頂棚（從前向后數(shù)第37根水冷壁管）有一處泄漏。l號(hào)爐5月6日泄漏位置，如圖2所示。
    l號(hào)爐2009年6月24日泄漏部位較高，泄漏點(diǎn)位置標(biāo)高約為36.8 m，在右側(cè)分離器人口前側(cè)。從前數(shù)第16根、17根水冷壁管均有漏點(diǎn)，從爆口特征來(lái)看，爆口附近有明顯的磨損痕跡，爆口部位磨損減薄嚴(yán)重，通過(guò)對(duì)爐內(nèi)防磨防爆檢查，發(fā)現(xiàn)分離器入口處（面向分離器右下方）砌筑料有小部分脫落。l號(hào)爐6月24日泄漏位置，如圖3所示。
    2號(hào)爐2009年4月29日泄漏發(fā)生在鍋爐左側(cè)第一排與第二排延伸墻中部（從前向后數(shù)）第二排延伸墻左側(cè)第一根水冷壁管（從前向后數(shù)第26根水冷壁管）和延伸墻管，后又發(fā)現(xiàn)爐膛頂棚（從前向后數(shù)第26根水冷壁管）有一處泄漏。經(jīng)檢查其它夾角部位都有不同程度的磨損，下部緩沖臺(tái)部位澆筑料也有破損。2號(hào)爐4月29日泄漏位置，如圖4所示。
    2號(hào)爐2009年6月5日泄漏發(fā)生在鍋爐左側(cè)第二排與第三排延伸墻中部（從前向后數(shù)）水冷壁管第28根，左側(cè)第二排延伸墻水冷壁管第一、二根后又發(fā)現(xiàn)爐膛頂棚（從前向后數(shù)第28根水冷壁管）有一處泄漏。2號(hào)爐6月5日泄漏位置，如圖5所示。
    2號(hào)爐2009年6月21日泄漏發(fā)生在鍋爐左側(cè)第一屏延伸墻上彎頭水平段，由于該管泄漏后吹損右側(cè)水冷壁第一根管，致使泄漏，該管吹損延伸墻左側(cè)第一根水冷壁管。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)延伸墻上彎頭處澆注料部分脫落導(dǎo)致煙氣在此處形成渦流，該位置就在分離器進(jìn)口正下方，此位置煙氣流速最快，煙氣攜帶物料沖刷延伸墻第一個(gè)彎頭導(dǎo)致泄漏。2號(hào)爐6月21日泄漏位置，如圖6所示。
    從泄漏位置來(lái)看1號(hào)爐的3次泄漏全部集中在右側(cè)水冷壁靠前墻位置，2號(hào)爐3次泄漏全部集中在左側(cè)水冷壁靠前墻位置，具有一定的區(qū)域性；從泄漏原因來(lái)看都是物料沖刷局部磨損減薄所致。
3、運(yùn)行調(diào)整防磨防爆措施
    (1)合理進(jìn)行二次風(fēng)配比。該公司鍋爐二次風(fēng)分上下兩層送人爐膛，下二次風(fēng)口14個(gè)，上二次風(fēng)口20個(gè)，全部布置在爐膛密相區(qū)，分段布置主要目的是為了控制爐膛溫度梯度與減少NO，的排放。下二次風(fēng)口每個(gè)褲衩腿7個(gè)，布置在褲衩內(nèi)側(cè)5個(gè)，前后墻各1個(gè)；上二次風(fēng)口每個(gè)褲衩腿10個(gè)，每個(gè)褲衩腿左右墻各4個(gè)，前后墻各1個(gè)。所有的二次風(fēng)由兩內(nèi)兩外共4個(gè)二次風(fēng)門控制，每個(gè)褲衩腿7個(gè)下二次風(fēng)與褲衩腿內(nèi)側(cè)的4個(gè)上二次風(fēng)由1個(gè)內(nèi)二次風(fēng)門控制，前后墻的2個(gè)與外側(cè)的4個(gè)上二次風(fēng)由1個(gè)外二次風(fēng)門控制。所以設(shè)計(jì)的下二次風(fēng)口與上二次風(fēng)口比例為14: 20，內(nèi)外二次風(fēng)門控制風(fēng)口比例為22: 12。
    2009年6月以前，內(nèi)外二次風(fēng)基本按設(shè)計(jì)值22: 12進(jìn)行配風(fēng)。由于2009年上半年兩臺(tái)爐多次發(fā)生泄漏，6月23日該公司邀請(qǐng)大唐國(guó)際專家、華北電科院專家、鍋爐廠專家與設(shè)備部和發(fā)電部鍋爐專業(yè)一起開會(huì)進(jìn)行分析，由于泄漏都發(fā)生在水冷壁兩側(cè)墻，會(huì)議決定調(diào)整內(nèi)外二次風(fēng)配比為4:6，增大外二次風(fēng)量，將物料盡量向爐膛中心吹，降低兩側(cè)墻的貼壁物料濃度，并下發(fā)了《風(fēng)量配比管理規(guī)定》指導(dǎo)運(yùn)行人員調(diào)整，目前各參數(shù)運(yùn)行良好。
    (2)均勻分配各點(diǎn)給煤與回料。該公司給煤先給到回料腿，然后與回料混合后一起進(jìn)入爐膛，從整個(gè)爐膛來(lái)看4個(gè)分離器回料口與4個(gè)外置床回料口對(duì)稱布置于爐膛四個(gè)角，這樣布置就決定了爐膛水冷壁4個(gè)角是重點(diǎn)磨損區(qū)域。從兩臺(tái)爐泄漏點(diǎn)分布規(guī)律來(lái)看，全部在靠前墻的位置，所以影響磨損的一個(gè)潛在因素就是前后墻落煤量的不均，如果刮板給煤機(jī)l號(hào)落煤口落煤量大，肯定會(huì)造成爐膛內(nèi)靠前墻物料濃度大，煙氣流速快。為了解決這一問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)確定了不同負(fù)荷下刮板給煤機(jī)1號(hào)落煤口的開度，運(yùn)行人員根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整刮板給煤機(jī)1號(hào)落煤口的開度，保證前后墻分離器出口溫差不超過(guò)20℃，進(jìn)而保證鍋爐四個(gè)角給煤與回料均勻。
    (3)針對(duì)褐煤的燃燒特性，嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐低氧燃燒，下發(fā)了《氧量控制管理規(guī)定》，在保證鍋爐正常燃燒、燃燼的前提下將鍋爐的煙氣量降到最小，降低爐內(nèi)煙氣流速，減小鍋爐水冷壁磨損速率。
    (4)嚴(yán)格控制入爐石灰石粒度與品質(zhì)。設(shè)專人對(duì)買入石灰石進(jìn)行監(jiān)督化驗(yàn)，對(duì)粒度不合格的進(jìn)行退貨，品質(zhì)不合格的對(duì)供貨商進(jìn)行考核，在二氧化硫排放合格的前提下將石灰石添加量降到最小，從而減小入爐石灰石對(duì)水冷壁的磨損。
(5)在機(jī)組正常啟停與受熱面發(fā)生泄漏時(shí)盡量控制鍋爐床溫的升降速度在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)，防止由于溫度變化太快造成爐內(nèi)耐磨耐火材料膨脹不均發(fā)生脫落。
4、設(shè)備管理防磨防爆措施
4.1新機(jī)驗(yàn)收嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)
    新建機(jī)組水冷壁安裝完畢后，會(huì)有大量吊耳、角鐵、焊口未打磨平整，鰭片漏焊、耐磨耐火材料不平整等問(wèn)題，這種情況下，一旦機(jī)組投入運(yùn)行，就會(huì)在不規(guī)整的地方產(chǎn)生渦流、沖刷磨損，此類問(wèn)題如果不能及時(shí)消除，很快就會(huì)造成受熱面磨損泄漏。針對(duì)此問(wèn)題，2009年兩臺(tái)機(jī)組分別安排了為期28天的計(jì)劃小修，小修最重要的項(xiàng)目就是對(duì)水冷壁進(jìn)行全面的檢查與進(jìn)行防磨改造。檢查中發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)爐水冷壁都存在部分延伸墻水冷壁鰭片未焊，安裝期間遺留的吊耳、角鋼未徹底清除與打磨、水冷壁上的焊縫與焊?jìng)�未打磨。本次小�?號(hào)爐水冷壁受熱面管及鰭片補(bǔ)焊打磨共計(jì)2 277點(diǎn)，2號(hào)爐水冷壁受熱面管及鰭片補(bǔ)焊打磨共計(jì)2 760點(diǎn)，基本上消除了水冷壁基建遺留缺陷。
4.2堅(jiān)持封停必檢的原則
    水冷壁泄漏是造成循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組非停的主要原因，所以遇有停機(jī)必對(duì)水冷壁磨損情況進(jìn)行檢查。重點(diǎn)磨損部位有防磨平臺(tái)上方兩米范圍內(nèi)、爐膛四角、翼墻受熱面與水冷壁的交界處、翼墻受熱面的上下彎頭與穿墻處、分離器入口、回料口與落煤口，時(shí)間不足可以只對(duì)重點(diǎn)磨損部位進(jìn)行檢查，時(shí)間允許應(yīng)對(duì)水冷壁進(jìn)行全面檢查，建立水冷壁磨損檢查臺(tái)帳，每次的壁厚數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，畫出磨損曲線，分析對(duì)比減薄速率，找出磨損原因進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防處理。
4.3鍋爐水冷壁磨損
    循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損問(wèn)題一直困擾著各電廠的生產(chǎn)管理人員，進(jìn)行有效的防磨技改，尤其是爐膛密相區(qū)緩沖臺(tái)處水冷壁磨損，雖然采取“逢停必查，查必查全”的原則，但始終不能從根本上解決該區(qū)域磨損的問(wèn)題，改造勢(shì)在必行。目前水冷壁比較有效的防磨措施有加裝防磨梁與進(jìn)行讓管改造。
    (1)對(duì)于密相區(qū)上方水冷壁磨損問(wèn)題，將防磨結(jié)構(gòu)由“軟著陸”改為“讓管防磨”，進(jìn)行區(qū)域讓管防磨，如圖7所示。
    其難點(diǎn)主要在于水冷壁延伸墻與水冷壁相交處的結(jié)構(gòu)處理，該改造分為兩部分，一部分是常規(guī)平面區(qū)域的讓管防磨改造，另一部分就是翼墻與水冷壁的交界處的防磨結(jié)構(gòu)處理。
    常規(guī)平面區(qū)域的讓管防磨改造，采用圖7改造方式進(jìn)行。其特點(diǎn)是：通過(guò)耐磨澆注料來(lái)防止物料直接磨損水冷壁管排，能有效保護(hù)水冷壁磨損。翼墻與水冷壁的交界處的防磨結(jié)構(gòu)改造采用其它方式進(jìn)行。其特點(diǎn)是：通過(guò)翼墻和水冷壁交界處預(yù)留一定的間隙，物料沿翼墻下落時(shí)，間隙處周圍管子均被耐磨澆注料包圍，同樣防止水冷壁管直接被磨損。
    (2)對(duì)于密相區(qū)以外的水冷壁，磨損呈現(xiàn)整體減薄的趨勢(shì)，如不采取有效的防護(hù)手段，將嚴(yán)重縮短整個(gè)爐膛水冷壁管排的使用壽命。針對(duì)磨損的特點(diǎn)，采用防磨梁結(jié)構(gòu)來(lái)解決水冷壁整體磨損問(wèn)題。
    具體方案是：防磨裝置加裝在爐膛錐段上方水冷壁上，由銷釘和耐火耐磨可塑料形成凸臺(tái)，即是通過(guò)在水冷壁鰭片上焊接銷釘，通過(guò)銷釘將凸臺(tái)固定在水冷壁上。凸臺(tái)沿水冷壁高度方向以一定間距水平布置，每層凸臺(tái)沿爐膛四周布置，一共設(shè)置沿爐膛高度方向布置8層凸臺(tái)。
5、其它防磨防爆措施
    (1)防磨防爆檢查不能形式化，一定要落實(shí)檢查范圍、檢查方法、檢查質(zhì)量，應(yīng)采防磨防爆小組逐級(jí)負(fù)責(zé)的方式，上一級(jí)查到的問(wèn)題，下一級(jí)要受到考核。爐內(nèi)受監(jiān)承壓部件進(jìn)行焊接時(shí)要加強(qiáng)高壓焊工的資質(zhì)管理，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，所有新焊口必須進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè)，不合格的焊口必須返工。
    (2)加強(qiáng)運(yùn)行管理及化學(xué)監(jiān)督。為防止因膨脹不勻造成受熱面拉傷，機(jī)組啟、停爐要嚴(yán)格按照規(guī)程控制升溫、升壓速度，運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)格控制參數(shù)，防止受熱面超溫超壓。嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)化學(xué)監(jiān)督規(guī)程，保證鍋爐給水水質(zhì)及鍋爐運(yùn)行中汽、水品質(zhì)合格，當(dāng)汽水品質(zhì)惡化危及設(shè)備安全運(yùn)行時(shí)，要立即報(bào)告上級(jí)主管部門并采取緊急措施，甚至停爐。
    (3)加強(qiáng)吹灰器管理。做好吹灰器冷、熱態(tài)調(diào)試工作，定期調(diào)整吹灰器的起吹角，防止因吹灰器卡澀和噴嘴位置不當(dāng)造成管子吹損。優(yōu)化吹灰壓力與疏水時(shí)間。加強(qiáng)吹灰器的巡檢和點(diǎn)檢工作，發(fā)現(xiàn)吹灰器泄漏、卡澀或程控失靈應(yīng)及時(shí)停止吹灰手動(dòng)推出，避免吹壞受熱面及燒壞吹灰器。
    (4)爆管原因分析不清不放過(guò)。發(fā)生爆管后要分析出造成爆管的本質(zhì)原因，擴(kuò)大檢查范圍，徹底處理隱患，不要以搶工期等理由為借口盲目開機(jī)，造成相同原因重復(fù)爆管。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
    (5)建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，建立長(zhǎng)效管理機(jī)制。針對(duì)機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)的規(guī)律，不斷補(bǔ)充完善防磨防爆管理辦法和防磨防爆檢查范圍。加大執(zhí)行力度，規(guī)范檢修、維護(hù)、運(yùn)行的行為，制定有效的激勵(lì)制度，提高檢修人員的責(zé)任心和積極性，將防磨防爆管理與技術(shù)監(jiān)督、點(diǎn)檢定修、績(jī)效考核相結(jié)合，形成一套行之有效的管理機(jī)制。
    (6)落實(shí)“四管泄漏”結(jié)案制。嚴(yán)格按照“四不放過(guò)”原則進(jìn)行內(nèi)部結(jié)案。生產(chǎn)部門根據(jù)爆管頻率，定期或不定期召開由公司領(lǐng)導(dǎo)參加的結(jié)案分析會(huì)，吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
6、取得的效果
    通過(guò)采取以上的一系列防磨防爆措施，即消除水冷壁基建遺留、運(yùn)行優(yōu)化防磨調(diào)整與防磨防爆技術(shù)改造等，從2009年下半年開始至今，兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行近兩年未再發(fā)生水冷壁泄漏事故。極大地提高了機(jī)組運(yùn)行可靠性，減少了機(jī)組非停次數(shù)，為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，2號(hào)鍋爐2010年更創(chuàng)造了連續(xù)運(yùn)行326天，平均負(fù)荷率95%以上的佳績(jī)，兩臺(tái)機(jī)組全年完成發(fā)電任務(wù)36.75億kWh。
7、結(jié)論
    受熱面泄漏是造成循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組停運(yùn)的主要原因，進(jìn)行水冷壁防磨防爆治理是提高循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組可靠性的主要手段。該公司通過(guò)采取消除水冷壁基建遺留缺陷、進(jìn)行配風(fēng)與給料運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整與水冷壁防磨技術(shù)改造等有效防磨防爆措施，基本解決了循環(huán)流化床鍋爐受熱面容易磨損的問(wèn)題。通過(guò)該公司鍋爐水冷壁防磨防爆治理取得的效果與經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明大型循環(huán)流化床鍋爐水冷壁頻繁磨損泄漏的問(wèn)題，通過(guò)采取有針對(duì)性的防磨防爆治理是能夠得到改善的。