“抗涡流护瓦总成”在循环流化床锅炉水冷壁管上的防磨应用.doc

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1、“抗涡流护瓦总成”在循环流化床锅炉水冷壁管上的防磨应用王来祥1，钱明煜2(1.辽阳大祥防磨器材有限责任公司，辽宁辽阳111200；2.浙江山鹰集团热电公司，浙江310015)1循环流化床锅炉水冷壁管磨损机理   炉膛内，在一次风、二次风的作用下，烟气伴随着固体颗粒冲向炉顶后，固体颗粒沿水冷壁管向下回流(自由落体运动)，使水冷壁管正常磨损。但是，如果回流物碰到凸台而突然改变方各，即形成旋风状涡流时，对水冷壁管就造成不正常的磨损，严重的2～3个月，就可能磨穿水冷壁管。   大大小小的凸台，是造成水冷壁管涡流磨损的主要原因。凸台产生的

2、原因：一是水冷壁表面缺陷或焊接处缺陷形成小凸台。二是水冷壁管焊接处打磨不好形成小凸台。三是水冷壁管卫燃带浇注料形成的凸台，这个凸台，由于浇注料材料本身强度不同，各锅炉厂生产的CFB锅炉的结构形式不同，以及施工单位工艺不同，凸台的大小也不一样，一般为40～100mm。总结用户的经验发现，这个凸台无法消除。而且凸台的大小，对凸台上缘水冷壁管轴向磨损长度即磨损段有线性关系，凸台厚度大，水冷壁管磨损段也增高。据锦西二热电的技术人员介绍，该厂使用济南锅炉厂早期产品，75t/h循环流化床，凸台为40mm。水冷壁管磨损段为凸台上缘150mm段

3、。但是，有的厂家磨损段为凸台上缘1000mm段，对应的凸台厚度为80mm。有的厂家凸台厚度为100mm，而磨损段却高达3000mm，这是因为循环倍率高造成的。一般情况下，循环倍率越高，磨损段越高。   水冷壁管的径向磨损的规律是最大磨损部位在弦顶，而弦底两侧磨损较轻。2现行的防磨措施   铁铝瓷护瓦耐磨寿命长，但本身形成凸台，安装护瓦的部位防止了磨损，没安装护瓦的部位，由于护瓦本身的凸台又造成涡流磨损，使磨损上移。所以护瓦不能单独用在水冷壁管的防磨上。   水冷壁管的防磨措施目前国内外使用的是在水冷壁管上喷涂耐磨合金。近年来，无

4、锡、杭州锅炉厂采用超音速喷涂方法，在正常情况下水冷壁管的寿命可达一年。实际上远远不够，用户买到锅炉后，还要继续进行喷涂。最头痛的事，仍然是防磨问题，特别是以煤矸石作燃料的用户用喷涂的方法，寿命短到几个月，三年大修期要喷涂多次。另外，喷涂0.6～0.8mm合金层，也形成凸台，并且由于碳钢管表面正常磨损速率比喷涂层大，会使凸台迅速增大，还会使涡流磨损上移。因此，喷涂方案实际上是不可行的。   芬兰奥斯龙公司循环流化床锅炉水冷壁管的防磨方案，较成功的亦是热喷涂技术，但也存在着寿命短和小凸台的问题。有人提出了“反冲击设计”，台湾、大陆锅

5、炉生产厂也仿效了此方案，然而效果不佳，有的仍然存在着严重的磨损。所以目前国内外水冷壁管防磨仍属疑难问题。3“抗涡流护瓦总成”   辽阳大祥防磨器材有限责任公司推出了水冷壁管防磨的新产品——“抗涡流护瓦总成”，产品结构如图1所示。一段600mm长的锅炉管，中间400mm长制成复合管，即里层4mm为20号钢锅炉管，外面4mm为耐磨合金层。水冷壁管上接端1、水冷壁管下接端4与耐磨合金层2外径尺寸完全一致，并在水冷壁管上接端1与耐磨合金层2交界处制成20×1mm的反凸台。对于水冷壁管磨损段300mm以下的锅炉，把卫燃带浇注料上缘易磨损的

6、600mm段切下，焊上抗涡流护瓦总成。让凸台造成的涡流磨损发生在400mm段的耐磨层上，简易安装方案见图2。   由于耐磨层是特殊的高温耐磨合金制成的，可在不维修的情况下，保证3年的使用寿命，正好维持锅炉的一个大修期。   依据磨损机理，在消除热喷涂层“小凸台”，铁铝瓷护瓦凸台，减小浇注料凸台的前提下，让涡流磨损发生在指定的耐磨段上。并且，考虑20号碳钢管与耐磨段磨损量不一致，形成新凸台，而设计了一个“反凸台”。保证一个大修期不维修。这就是“抗涡流护瓦总成”的基本原理。   新产品问世后，有浙江山鹰集团热电公司、锦西二热电厂、明

7、水热电厂等用户首批使用，连续运行时间已达7200小时，“抗涡流护瓦总成”的耐磨段，目测不见磨损。按此计算，在3年大修期内无须进行任何维护。不足的是耐磨段上有少许的微观裂缝，虽然不能脱落而影响防磨，但会造成用户担心。为此，可改变材质，采用降低耐磨段过高的耐磨性能而增加韧性的办法消除微观裂缝。耐磨段与水冷壁焊接性能良好，在锅炉制造时不影响自动焊接工艺的实施。经过长期使用没发现因为膨胀系数不同而造成应力破坏。因此可以证明“抗涡流护瓦总成”的防磨方案是成功的。   从成本上进行分析，提出“时价比”的概念，即工作时间与价格之比。其值越大，

8、越经济。据采用喷涂防磨方案的单位介绍，济南75t/h循环流化床锅炉凸台厚度40mm时，水冷壁管磨损高度为150mm，为保证使用可靠，水冷壁管喷涂高度为300mm，喷涂价格5000元/m2，300mm高的水冷壁管的喷涂价格为140元，使用寿命按1年计算，其“时价