循环流化床锅炉省煤器爆管原因分析和措施

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[摘 要]：循环流化床锅炉燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，物料与烟气分开，并经过非机械式回料器将物料回送至炉膛内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，对燃料的适应性广。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更高的流化速度，由于床内强烈的湍流和物料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。

[关键词]：循环流化床、省煤器、磨损。

中图分类号： TK22 文献标识码： A

1 工程概况

印度京德发电工程10×135MW机组，锅炉采用上海锅炉厂股份有限公司制造的460t/h自然循环单汽包、单炉膛、一次中间再热、固态排渣循环流化床锅炉。本项目锅炉型号：SG-460/13.7-M573，锅炉连续蒸发量460t/h，额定过热蒸汽温度540℃，过热蒸汽压力13.9MPa，锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、蒸发受热面（炉膛水冷壁和水冷屏）、后烟井包覆过热器、屏式过热器冷热段、高温过热器及再热器。给水首先从锅炉一侧进入后烟井的一级省煤器进口集箱，逆流向上经过二组水平布置的省煤器管组，经加热后进入二级省煤器管组，再汇集到省煤器出口集箱，通过2根连接管道进入锅筒。由于循环流化床锅炉的特点，导致对水冷壁和省煤器等部位的磨损比煤粉锅炉相对较严重。下面介绍一下省煤器爆管的原因和措施，希望给以后循环流化床锅炉省煤器的安装提供一点参考。

2 省煤器爆管原因分析

印度京德项目共10台机组，目前已经投产8台机组，剩余2台机组安装也已完成，等待并网许可，但投产的机组省煤器经常出现爆管泄露问题，从该项目省煤器严重磨损的位置来看，一级省煤器主要在围板泄露区域管系、吹灰器故障、穿墙密封盒泄露以及管系横向纵向定位；二级省煤器主要是密封盒泄露和省煤器阻流板焊接处。经过分析，主要原因包括以下几个方面：

2.1 一级省煤器磨损爆管

2.1.1围板裂纹、穿洞、焊缝漏风，低温的空气串入烟气后，卷吸烟气中的灰粒对泄漏点附近的管子磨损爆管；

1） 下组组图片是 2013年 03月 19日 3#锅炉一级省煤器管子因护板焊缝孔洞所导致护板里侧紧邻的管子被磨损泄露：

2) 2012年 07月 09日 1#锅炉一级省煤器管子因护板裂缝导致附近管子磨损泄露

3) 原因分析：施工图上的技术要求为,省煤器围板要求密封焊，焊缝不可遗漏，整体保证密封性。从以上的几张图片看来，施工质量不满足技术要求，导致漏风、磨损及爆管，且此类情况占磨损爆管 95%以上。

4) 处理措施：在安装及维护过程中，要严格控制安装、焊接质量，既要保证不漏焊，也要保证不焊穿，同时保证整体密封性。

2.1.2 吹灰器故障

1) 吹灰喷管不能正常转动，集中吹扫一个区域，导致管子被冲蚀减薄到一定程度后，在内部介质推动下爆开。故障吹灰器喷管下方大部分管子防磨板被冲蚀损坏，喷孔正对的管子被冲蚀减薄后爆开泄露。具体见下附图片（2012年 06月 12日 3#锅炉事件）

2) 处理措施：保证安装量，定时吹灰，在吹灰器故障时，必须手动切除。及时排除故障，保证吹灰器正常运行。

2.1.3 穿墙密封泄漏

1） 一级省煤器进口集箱处被磨损泄露的穿墙管子。空气从图示红色箭头处孔洞串入，携带灰流磨损了蓝色箭头所指处管子。

2） 原因分析：穿墙管束及集箱的密封性不好，串入了空气。串入的空气吸卷烟气中的灰粒对泄漏点附近的管子长期磨损，导致爆管。

3） 处理措施：控制现场安装、维护质量，严格按照技术要求，保证锅炉的整体密封。

2.1.4 管系弯曲变形

1） 下图为上海锅炉厂有限公司一级省煤器的典型结构，目前已投运的 135—150MW循环流化床锅炉（包含印度项目）均采用上述结构。该结构纵向采用管夹定位，横向则采取钢板和管夹焊接，形成大框架结构，同时每组管系的上下各二排还有小钢条横向布置。该结构的目的就是让整个一级省煤器管系能有一定刚度，结构合理，让烟气能均匀分布，在正常运行中保持相同间距，如下图 560573‐E1‐01所示，不偏移，不摆动。

2） 现场的实际情况如下图所示：

3） 原因分析：从现场省煤器管系照片看来，局部管子或已贴紧或分开很远，这两种情况的产生都是因为管系的定位不满足技术要求。管系定位正常时，自上而下的烟气，经过第一排管子（带防磨罩）后转向均匀进入下降通道，基本不会冲刷第二排第三排管子。但当管系定位不准，流经第 1排管子的烟气将冲刷下面通道中突出的管子，速度也会增加，导致管系的磨损爆管。如下图：

4） 处理措施：管屏现场存放措施，管屏必须平整摆放，分别在两端和中部垫放等高枕木控制；现场安装、维护质量，严格按照技术要求，校正各管系间横向纵向间距，保证锅炉结构的均匀性。

2.2 二级省煤器爆管原因分析

2.2.1 二级省煤器区域包覆过热器磨损。

1） 检查1#机组两层阻流板周圈的包墙过热器约70%管子管子被磨损。磨蚀程度最深的约3mm，未发现磨破，如下图所示。

2） 原因分析：从下图可以看出，对省煤器阻流板与包覆过热器的焊接要求（见红圈）：工地焊接，3mm的角焊缝。此处磨损的主要原因在于现场安装未按图纸要求施工，实行密封焊，以至于从边壁细小的空隙漏过烟气，磨损壁面。

3） 处理措施：严格按照图纸技术要求，保证阻流板和包覆过热器密封焊。

2.2.2 二级省煤器上端管子磨损爆管。

1） 二级省煤器上层第二、三片管屏，右起第十六件管屏邻中隔墙一端从上起第 2、3、4根管子磨损。2012年04月 01日 3#锅炉因二级省煤器管子泄露停炉，问题位置在左侧第三片，从上起第 2、3根管子。05月 03日#4锅炉二级省煤器上层左起第三片管屏再次出现上述问题，泄出给水冲蚀了第四、五片管屏相邻弯头。

2） 原因分析：由于省煤器阻流板与包覆墙的焊接没有达到技术要求，由于存在间隙产生了不规则射流，冲刷到二级省煤器管屏端部，造成部分管子被磨损问题。

3） 处理措施：严格按照图纸技术要求，保证阻流板和包覆过热器密封焊。

2.2.3 穿墙密封盒不严引起爆管。

1） 根据锅炉本体保温总图，后烟井上的所有穿墙盒内都要浇灌高强度耐火浇注料，但检查发现密封盒内是空的，而且密封盒的焊接质量很差，多处有漏焊和裂纹现象。此外从密封盒子焊接修补痕迹和平台上的旧磨损管子可以看出，此前该处已发生至少两次磨损泄露。

2） 原因分析：在有漏焊和裂纹的情况下，整体密封性不好，将串入空气。串入的空气吸卷烟气中的灰粒对泄漏点附近的管子长期磨损，导致爆管。

3） 处理措施：控制现场安装、维护质量，严格按照技术要求，保证锅炉的整体密封。

3 措施

综上所述，对于循环流化床锅炉来说严格安装图纸要求施工，保证安装质量更为重要，应从以下几点严格要求：

3.1 管屏现场存放措施，管屏必须平整摆放，分别在两端和中部垫放等高枕木控制；现场安装、维护质量，严格按照技术要求，校正各管系间横向纵向间距，保证锅炉结构的均匀性。

3.2 在安装及维护过程中，要严格控制安装、焊接质量，既要保证不漏焊，也要保证不焊穿，同时保证整体密封性。

3.3 保证吹灰器安装量，定时吹灰，在吹灰器故障时，必须手动切除。及时排除故障，保证吹灰器正常运行。

3.4 严格按照图纸技术要求，保证阻流板和包覆过热器密封焊，割除一切安装临时措施，确保烟气流动顺畅，不改变烟气流向。

3.5 控制现场安装、维护质量，严格按照技术要求，保证锅炉的整体密封严密。

参考文献：

上海锅炉厂图纸