1、設(shè)備概況
    山西兆豐鋁業(yè)公司自備電廠設(shè)計為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HG-480/13.7-L．MG21型超高壓參數(shù)．單汽包、一次再熱、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、平衡通風(fēng)、回料閥給煤、固態(tài)排渣、半露天布置循環(huán)流化床鍋爐，與哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)CK135-13.24/533/135/0.981型汽輪機(jī)和哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QF-135-2型發(fā)電機(jī)相配套。正常運行中，鍋爐爐膛床壓維持持5KPa運行，料層厚度800mm，床溫設(shè)計899℃。自2006年6月三臺機(jī)組相繼投運以來，鍋爐密相區(qū)衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)接焊縫、密相區(qū)爐膛四角拐角處以及后墻水冷壁37m出口處多次出現(xiàn)鍋爐水冷壁破裂造成機(jī)組停運事故，機(jī)組最長運行周期沒有超過40天，破管的發(fā)生嚴(yán)重影響機(jī)組的穩(wěn)定運行。針對鍋爐頻繁破管情況，廠成立了技術(shù)研究小組，組織技術(shù)人員進(jìn)行了認(rèn)真研究分析，并針對性的提出和實施了防范措施．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。
2、水冷壁管破損原因分析
    鍋爐水冷壁管的磨損豐要集中在三個區(qū)域：即鍋爐密相區(qū)爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過度區(qū)、密相區(qū)四交拐角處及鍋爐稀相區(qū)至旋風(fēng)分離器處后墻水泠壁。其中，鍋爐密相區(qū)爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損原因主要有。
    密相區(qū)燃料燃燒硫化后延爐膛內(nèi)壁面下流的固體燃料在管路與澆注料交界區(qū)域，因流動方向的改變對水冷壁管產(chǎn)生沖刷，長期磨損水冷壁管造成破管。
    交界區(qū)域內(nèi)由于鍋爐硫化沿爐壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上硫化運動的固體物料運動方向相反，加上硫化風(fēng)配風(fēng)不合理，在局部產(chǎn)生渦旋流，對水冷壁管產(chǎn)生磨損。
    鍋爐鰭片連接處有“凸臺”，出現(xiàn)“凸臺”，使得下降灰流與水冷壁管形成了沖擊角，爐內(nèi)循環(huán)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，尤其是永冷壁管與澆注料接觸的兩側(cè)，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(yán)重磨損。
    鍋爐密相區(qū)防局部磨材料和澆注料脫落，致使水冷壁管產(chǎn)生了切割效應(yīng)，增加對管壁磨損。
    鍋爐永冷壁管路未進(jìn)行防磨處理。
    爐膛密相區(qū)四交拐角處管壁的磨損原因是：角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動的固體物料密度相對較高，固體床料流動量大，鍋爐水冷壁管磨損量與煙氣流速的3次方成正比關(guān)系，在鍋爐實際運行過程中，鍋爐運行人員擔(dān)心硫化不良，為了提高鍋爐運行保險系數(shù)，常以較大風(fēng)量運行，造成煙氣流速過快，嚴(yán)重加劇鍋爐的磨損，管壁磨損嚴(yán)重，同時在相區(qū)四交拐角處水冷壁管路的連接鰭片與鍋爐鋼絮連接，由于應(yīng)力不均造成水冷壁拉伸撕裂。
    鍋爐稀相區(qū)至旋風(fēng)分離器入口處因煙氣流向改變，對管壁的沖刷影響較重，在運行期間，由于事故調(diào)整，經(jīng)常提負(fù)壓運行，加劇對管壁的沖刷。
3、鍋爐水冷壁管破損預(yù)防探討
   硫化床鍋爐重大特點是善熱能力強(qiáng)，最大的缺點是磨損嚴(yán)重，針對上述磨損問題，我們在分析基礎(chǔ)上總結(jié)并制定出以下舫范措施。
  為了避免密相區(qū)衛(wèi)燃帶水冷壁管對接焊縫打磨不平形成的“凸臺”及密相區(qū)衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺，應(yīng)加強(qiáng)鍋爐在停爐檢修過程中的檢查和施工質(zhì)量施工過程中質(zhì)量跟蹤及驗收把關(guān)，通過檢修工作控制施工工程質(zhì)量。
  對水冷壁管處澆洼料爐墻進(jìn)行改進(jìn)，將密相區(qū)衛(wèi)燃帶水冷壁管結(jié)合處下方懸空，不進(jìn)行澆注，讓下落的灰直接撞擊澆注料，同時注意澆注料選材和施工工藝。
  鍋爐密相區(qū)水冷壁管對接焊縫設(shè)計時要注意管路連接垂直度，焊日光滑，以避免在富通新能源生產(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的選擇。
焊縫處形成的“凸臺”，造成水冷壁管磨損。
  對鍋爐水冷壁管路全部進(jìn)行超音速電弧噴涂，超音速電弧噴涂是目前國際上比較先進(jìn)的噴涂施工方法，比普通電弧噴涂和火焰噴涂較理想，以電弧為熱源，將熔化的耐磨合金絲材用高速氣流霧化，并以高速噴到工件表面形成涂層的一種工藝，它可以延緩磨損來延長鍋爐運行周期，是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較好的方法。已經(jīng)作過超音速電弧噴涂的鍋爐要在每次停爐檢修時對噴涂部位進(jìn)行重點檢查，存在隱患的部位一定要重新進(jìn)行修補(bǔ)．
    加強(qiáng)運行管理，盡量維持鍋爐微正壓運行，如果爐膛負(fù)壓偏高，鍋爐爐膛內(nèi)灰濃度增大，鍋爐水冷壁管的磨損就相對增加。因此，在沒有波及機(jī)組安全運行的指令下，絕對不能提高負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)運行。
    注意一、二次風(fēng)配風(fēng)調(diào)節(jié)，一、二次鳳配風(fēng)調(diào)節(jié)比例為1.2:1為宜，一次風(fēng)應(yīng)控制在總風(fēng)量的5510左右，二次風(fēng)控制在總風(fēng)量的45%左右，這樣能保證配風(fēng)均衡，鍋爐燃燒達(dá)到最佳狀態(tài)。
   合適控制料層差壓，料層差壓偏高，磐然會增大流化鳳量，增加對鍋爐水冷壁管的磨損。
  加強(qiáng)鍋爐定期吹灰，每班至少要吹掃一次，有利于積灰不至于沉淀，影響傳熱，維持正常的排煙溫度，減少管路金屬疲勞．
    對鍋爐燃用煤要進(jìn)行嚴(yán)格管理，盡量控制使用4200大卡低熱質(zhì)煤設(shè)計煤種，在這種工況下，排渣熱損失小，電耗低，鍋爐效率高，水冷壁磨損減小，同時要加強(qiáng)顆粒度控制，大于12mm不高于10%，并納入運行指令進(jìn)行管理。
4、效果分析
    自備電廠通過對鍋爐水冷壁管路破損分析研究，找到了影響鍋爐穩(wěn)定運行的主要原因，并分階段進(jìn)行運行調(diào)節(jié)試驗，改變澆注料原有的施工技術(shù)工藝，對鍋爐全面進(jìn)行行超音速電弧噴涂，增加了停機(jī)檢查和工藝控制力度，強(qiáng)化了燃煤供應(yīng)管理，對鍋爐變工況運行加大考核，通過采取相應(yīng)的措施，鍋爐受熱面的磨損大大得到了控制，機(jī)組長周期運行由原來的40天達(dá)到145天，機(jī)組非停次數(shù)由原來一年18次降低到4次，創(chuàng)全國同行業(yè)、同容量機(jī)組的先進(jìn)水乎，鍋爐水冷壁管路破這一技術(shù)難題得到了緩解。
5、結(jié)語
   循環(huán)流化床鍋爐特性決定了受熱面必然存在磨損，鍋爐水冷壁管磨損是鍋爐受熱面磨損最嚴(yán)重的部位，隨著鍋爐運行時間加長，電網(wǎng)考核任務(wù)加大，鍋爐水冷壁管磨損問題仍是我們繼續(xù)加大力度研究的任務(wù)，我們盡可能采取得力措施減少和避免磨損，延緩鍋爐運行周期，減少非計劃停爐次數(shù)，才能使在鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運行之間選擇最佳運行工況，有待于在今后的鍋爐運行過程中，不斷進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預(yù)防水平，實現(xiàn)鍋爐安全，經(jīng)濟(jì)運行。