摘要：循环流化床锅炉水冷壁磨损以旋转磨损为主，这已是普遍存在的、比较严重的问题。某发电公司锅炉属于300MW 亚临界中间再热循环流化床锅炉。炉膛风帽布置在炉膛标高9.9m 位置，错列布置。由于炉膛内风帽位于燃烧环境最恶劣的地方，长期受到燃料燃烧的高温热影响以及高浓度的床料冲刷，因此容易出现磨损、高温变形、碳化、脱落等问题，严重影响了锅炉运行安全。
关键词：循环流化床锅炉；风帽；磨损
近几年来，循环流化床锅炉在我国得到了突飞猛进的发展，在数量和总蒸发量上居世界第一位，然而存在问题也不少，较为突出的是燃烧室水冷壁螺旋旋转磨损问题。本文对风帽出现的问题，提出较为完善的检查管理措施，以及有针对性的检修质量标准。
一、锅炉风帽的失效形式
1、高温冲蚀磨损。飞灰的高温冲蚀磨损是各大电厂普遍面临的一个问题，是造成燃煤电厂锅炉非计划停炉检修的主要原因。流化的物料颗粒冲刷风帽的外壁，只是风帽外壁受到损害，但只要风帽的材质较好，具有一定的抗高温冲蚀磨损性能，这种磨损比较缓慢；细小的灰渣颗粒漏入水冷风室，在一次风的吹动下使风帽内壁受到磨损，但这种磨损也比较缓慢；床上密集分布的T型风帽，使外壁受到邻近风帽的高速气流吹扫，这种磨损不但严重，而且非常的快速，所以在每次停炉后都要仔细检查风帽外壁的磨损程度。
2、高温腐蚀。在燃煤锅炉中，高温腐蚀主要包括：硫酸盐型，硫化物型以及氯化物型。硫酸盐型腐蚀一般发生在高温受热面上；硫化物型腐蚀则多发生在锅炉内水冷壁上；氯化物型腐蚀主要发生在小型锅炉过热器以及大型锅炉燃烧器水冷壁管上。由于我国燃料煤中的氯含量较少垃圾焚烧锅炉除外，因此氯化物引起的腐蚀较少。
3、高温氧化。在大多数情况下，金属高温氧化生成的氧化物是固态的，只有少数呈气态或液态。高温氧化是高温腐蚀领域中最常见、最基本的一种腐蚀形式，是一个比较复杂的过程，这一过程主要包括两个步骤：界面反应，包括金属、氧化物界面和氧化物、氧界面；传质过程，包括金属基体内元素的扩散，反应物质通过氧化膜和气相物质的扩散。金属发生氧化反应时，氧化物以固态形式在金属表层生成，研究表明，并非所有的表层氧化物都对基体具有保护作用，表层氧化物的保护效果取决于它的高温稳定性、完整性、致密性以及氧化膜与金属基体的粘附力等。其中氧化物的完整性和致密性在所有影响因素中是最为重要的。
二、循环流化床锅炉风帽存在的问题及原因
循环流化床锅炉风帽由于长期处于燃烧环境最恶劣的地方，受到燃料燃烧的高温热影响以及高浓度的床料冲刷，目前主要存在以下问题：
1、风帽头发生烧损碳化。按照多年检查情况来看，风帽头发生烧损碳化的情况相对较小：①采用的材质等级较高，耐温性能较好； ②风帽内有流动的一次风对风帽头进行冷却降温。但仍存在个别情况。风帽头小孔被小块床料堵塞后，风帽头存在冷却不足烧损情况。
2、芯管烧损碳化。尽管使用的芯管也是不锈钢材质，但耐温性能较风帽头低；在风帽头堵塞情况下，芯管容易首先碳化，甚至有断裂的可能。
3、风帽头磨损。这种情况的磨损为我厂最普遍的磨损形式，经过多年来的检查摸索，多发于以下部位：炉膛左右侧墙往中心方向数起6 排以内，前后墙往中心方向数起2 排以内；炉膛后墙高温灰返料口出口呈扇形分布；炉膛给煤口出口延长线上。主要原因是炉膛结构形式所致，如一次风后墙进风、返料口的布置、进煤口的布置，二次风口的布置等因素，造成布风板某些区域存在压差，在压力较低的地方大量床料翻滚，对风帽进行磨损。
4、风帽及芯管断裂脱落。风帽除了上述磨损碳化的情况外，也存在因为安装工艺、焊接质量等问题，出现风帽头脱落、芯管断裂的情况，导致布风板漏渣事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，我们在检验时发现，风帽小孔越细，膜式壁越易磨损，而且磨损部位越多，这是因为小孔越细，气流速度越大，而单位面积上的磨损量和物料流速的3次方成正比; 小孔越细，物料越冲顶，同时产生垂直冲击和斜向冲击，破坏力很强，这是因为运动的物料有惯性，存在动能，而动能和速度的2 次方成正比; 小孔越细排数越多，旋转的细气流流道越多，流道内的物料切削壁面，切痕越多; 风帽自身磨损也较严重。
三、循环流化床锅炉风帽检查管理措施
针对风帽存在的一系列问题，结合多年的处理经验，该公司针对风帽出现问题的各种情况，制定出较为完善且有针对性的检查管理制度：
1、检查前，纵横两向对风帽标记好，每次对检修过的风帽进行精准记录，建立台账，确保每个有问题的风帽都能被记录下来作为以后工作的依据。对出现问题的风帽进行归类，出现磨损的风帽集中在哪片区域，什么位置的风帽存在烧损断裂的危险。通过对每次风帽检查检修的记录，再将每次整理记录的数据进行对比，得出某个区域内风帽的使用情况的总结， 然后对风帽的情况进行分类，得出处理意见。
2、按照问题风帽的类型，按照轻重缓急进行处理，优先解决特别是炉膛四角问题突出及影响严重的区域的风帽检修工作，提高设备可靠性。特别是按照处理同类型问题后的风帽使用寿命进行规划，确保整个炉膛区域风帽寿命一致。检查过程中，对于烧损碳化的情况，无论是风帽头烧损还是芯管烧损，一旦出现问题都会导致漏床料的严重后果。所以一旦发现此类情况，都是必须更换烧损的风帽含芯管。
3、对于冲刷磨损的情况，磨损检查是风帽常规检查的重要部分，对于磨损磨穿的风帽头直接进行更换处理，对于出风口周围磨损的部分进行补焊处理，对于芯管磨损的，视磨损量大小进行更换处理。针对风帽头顶销及芯管端盖开裂，一般采用重新打磨补焊处理。已更换的芯管焊缝断裂，被认为有潜在的隐患，按照芯管更换处理，芯管吹穿则直接更换芯管处理。旧风帽头顶部开裂进行打磨补焊后再裂的概率较大，更换新风帽头处理。
4、风帽检修质量控制标准
在风帽检修中，检修工艺与检查工作同等重要，因此，制定详尽的检修标准与严格执行，是确保风帽安全运行的有效保障。经过多年检修经验及总结，公司得出以下行之有效的质量控制标准：
（1）对需要更换的新风帽进行材质确认，对施工焊条焊材进行确认，确保不使用错误焊条；
（2）清完床料后，每个风帽按照台账要求编号。编好号后项目负责人每个风帽都必须检查到，每个风帽顶部销钉焊缝应清扫干净检查，发现问题应记录清楚，按照方案处理；
（3）制定芯管检查周期，每4-5 年磨开风帽进行检查。按照芯管更换滚动计划，对照上次检查台账，提前制定好下次芯管更换计划。风帽磨开后，芯管也应编好号，按照风帽检查要求每一个芯管都应检查到，检查发现问题做好记录。未磨开风帽检查芯管，应重点加强焊缝的检查；
（4）统计好更换数量，做好标识，防止漏换。焊接前芯管应打磨好焊接坡口，焊条需烘干。先把需更换的芯管全部焊完，检查对接的焊缝质量，检查对接焊缝加强筋的焊接质量加强筋不少于3 条，材质全部合格后再焊顶帽停工待检点；
（5）每个质量验收点，至少要由工作负责人、项目负责人、焊接班长及B、A 级人员共同验收。验收时确保每一个风帽、芯管都检查到。
通过该公司经过制定并严格执行检查检修措施后，风帽运行可靠性得到极大提高，风帽漏渣、脱落等重大问题得到有效控制，确保了公司循环流化床锅炉运行的安全，锅炉燃烧均匀，运行稳定。
参考文献：
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[3] 王虎，刘文正，居玉雷 , 凤晓.循环流化床锅炉布风板风帽磨损研究 [J]. 锅炉技术 ,2015,(3):33-35.
论文作者:肖冰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：风帽论文; 磨损论文; 锅炉论文; 流化床论文; 炉膛论文; 高温论文; 情况论文; 《电力设备》2019年第6期论文;