福建省福能龙安热电有限公司，福建 福鼎 352200
摘要：热电厂炉膛床温的监视和调整对循环流化床锅炉起着至关重要的作用，因床温元件位于高磨损、高温区域，目前普遍存在使用寿命短，运行过程中更换难度大等困难；因此笔者就床温元件损坏的多方面的因素进行分析，同时采取相应的措施进行探讨。
关键字：循环流化床锅炉；床温元件；带伸缩节保护套管
1 概述：
龙安热电一期两台150t/h超高压高温循环流化床锅炉，炉膛为一个34797（高）×7680（宽）×4000（深）的燃烧室，设计床温温度为830~930℃。测温用床层温度传感器热电偶型号为：WRNN2-436，长度为3000mm，分布在前墙、后墙各6支。床温热电偶经炉膛底部水冷风室向上直插进入炉膛，炉膛内部露出高度400mm。设计选用的热电偶套管在高温流化燃烧过程中，使用不到半年均不同程度失效，对锅炉燃烧温度控制调整造成很大的安全隐患，同时大量更换温度元件也造成了很大的浪费。
2 原因分析
2.1炉膛内床温元件的磨损
2017年底我厂停炉检修期间，打开炉膛和水冷风室检查，发现热电偶伸入炉膛部分的保护套管已严重碳化、脆裂，而风室位置的热电偶全部弯曲。分析原因，我厂锅炉常年处于满负荷运行，床温基本控制在900℃左右，高温流化下的床料冲刷力很强，介质中含有煤粉、煤块，并含有大量燃烧产生的NH3、SO2、CO2、H2S等强腐蚀气体；床温热电偶伸入炉膛内400mm，直接承受炉膛内流化状态下高温、高腐蚀颗粒的无规则冲刷、腐蚀、磨损。另外，发现部分钟罩式风帽孔安装时不注意直接对着热电偶保护套管冲刷，加剧热电偶的磨损。而磨穿后的保护套管对热电偶失去了保护作用，炉膛内的正压将高温火花从温度元件的接线盒处喷出，检修人员在锅炉运行中想更换床温热电偶的内芯成为不可能，往往只能等停炉处理。
2.2热电偶套管在炉底板和水冷风室安装方法不当
热电偶的保护穿墙套管安装方式为：分别在布风板鳍片和风室底部上焊接固定，因未考虑到热膨胀因素，炉膛燃烧后风室受热膨胀产生位移，热电偶和保护套管承受较大的拉应力和弯曲应力，致使有的套管严重弯曲变形，有的套管出现焊接开裂，最终热电偶元件损坏、弯曲、变形。开裂后的热电偶和套管检修时必须整组报废更换。更换时难度很大，必须进炉膛和水冷风室对穿墙套管与底板焊接处进行切割分离，然后想方设法拆除，切除工作量较大，且重新安装时焊接的工程量比原来更大。
2.3热电偶套管选取的材质质量不过关，无法承受设计温度要求和多煤种燃烧的环境需要。原先厂家热电偶配置的套管材质为06Cr25Ni20不锈钢，这种材质耐腐蚀能力差，另外炉膛稍有超温就无法承受。以上种种因素影响是造成热电偶及套管无法正常使用的主要原因；给我厂锅炉的正常运行调整控制，带来很大的安全隐患和威胁。
3 改进方案与实施
根据以上损坏和破损因素，我们反复探讨，采取不同措施，采用各种办法进行改进，并在安装和维修工艺中规范的分项处理。
3.1我司采取对插入炉膛部分的热电偶，增加钟罩式保护套管的防护方案，选用06Cr25Ni20 耐热不锈钢材质，尺寸：50mmX10mm，与穿墙套管进行焊接，因金属导热效率高，不影响炉膛床温的测量的精度，同时避免了热电偶与高温床料的直接接触，因而热电偶的材质只需考虑耐高温性能，对耐磨性能的要求大大降低，节约了采购成本。
3.2进入炉膛对床温周围的风帽逐一检查，调整风帽的位置，确保风帽孔没有正对床温热电偶，一时的疏忽往往会对后续的维护工作造成很大的困扰，钟罩式蘑菇风帽的正确安装朝向如下图2所示：
2.3炉膛风室部分的防护
原华西能源锅炉厂设计穿墙保护套管采用整支3000mm焊接在炉膛底部和布风板鳍片上，这样锅炉受热膨胀位移和其他因素作用，无法消除拉应力和弯曲应力，造成严重弯曲变形，损坏热电偶元器件。为防止热膨胀造成的风室热电偶弯曲现象，为消除膨胀产生的应力，我厂设计带膨胀节风室穿墙保护套管，材质选用合金刚GH3030，尺寸Φ50mm*10mm，将保护套管分2段分别焊接在风室上部和下部，中间部分留有150mm间隙，裁切一段长度200mm左右套管与其中一段焊接，另一端活动，这样就基本消除了膨胀应力。具体改进如下图：
同时考虑到点火和烘炉时温度较高，又在风室保护套管上焊接V型抓丁，涂抹可塑料；经改造过的风室保护套管结构简单、成本低、使用寿命长，改造后的穿墙保护套管基本可用终生，只需每次停炉时进入风室检查浇注料磨损情况；
经过更换套管材质、炉膛加设外套合金钢管、控制风帽口安装方向、水冷风室内套管增加伸缩节工艺等，消除了潜在的多处安全隐患和不良安装方法。
改进后经一年的运行，锅炉床温监测运行正常，床温测点全年投入率100%，改造后我厂经过几次计划停炉时进入检查，所有热电偶及套管均完好无损，只需对水冷风室套管局部脱落的可塑料稍微修补即可，热电偶和保护套管均可长寿命运行。
参考文献：[1] 华西能源热工测点布置图 图号41ES-10
[2] 华西能源锅炉说明书 编号：41ES-SM
论文作者:林敏琳
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：套管论文; 炉膛论文; 热电偶论文; 风帽论文; 锅炉论文; 穿墙论文; 水冷论文; 《中国电业》2019年第07期论文;