循环流化床锅炉防磨防爆检查与检修
火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查重点及预防措施
火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查重点及预防措施发布时间：2022-07-22T05:31:48.944Z 来源：《当代电力文化》2022年5期作者：梁克勤王轶斌王相[导读] 锅炉的受热面要承受高温高压，同时要兼具良好的耐磨性以及抗腐蚀性，在锅炉结构体系中，梁克勤王轶斌王相华能左权煤电有限责任公司摘要：锅炉的受热面要承受高温高压，同时要兼具良好的耐磨性以及抗腐蚀性，在锅炉结构体系中，四管是受热面的重要组成。
由于锅炉四管本身的焊接质量相对来说比较差，设计的方式也并不是十分合理，有可能会出现锅炉泄漏甚至爆炸等严重的安全事故，这就需要在火电厂的实际运行以及发展的过程中，结合实际情况来重视对锅炉四管的安全检查工作，对产生故障的原因进行深入分析，制定出预防泄露的重要措施，使火电厂锅炉运行安全性更高。
关键词：火电厂锅炉；“四管”；防磨防爆；检查重点1火电厂锅炉四管防磨防爆检查重点分析1.1对水冷壁及余热锅炉蒸发受热面检查内容及质量要求。
1)燃烧器周围和热负荷较高区域水冷壁管外观检查:应无高温腐蚀、变形、鼓包等缺陷，必要时进行壁厚测量。
对液态排渣炉或有卫燃带的锅炉，检查其卫燃带及销钉的损坏程度。
定点监测管壁厚度及胀粗情况，一般分三层标高，每层四周炉墙各若干点。
检查吹灰器辐射区域水冷壁的损伤情况，必要时测量壁厚。
进行鳍片水冷壁检查，鳍片与管子的焊缝应无开裂、严重咬边、漏焊、假焊等情况。
2)冷灰斗区域水冷壁管外观检查:应无落焦碰伤及管壁磨损情况。
定点监测斜坡及灰坑弯管外弧管壁厚度。
3) 所有人孔、看火孔周围水冷壁管应无磨损、拉裂、鼓包、变形等异常情况。
4)循环流化床锅炉进料口、出灰口、无磨损、腐蚀等情况。
5)余热锅炉受热面应无过热胀粗、鼓包等缺陷。
6)折焰角区域水冷壁外观检查:应无管子过热、胀租、鼓包等缺陷；应无管壁减薄:无变形、磨损情况;屏式再热器冷却定位管相邻水冷壁应无变形、磨损情况；定点监测整厚及管子胀粗情况，斜坡及弯管外弧处各取若干点。
锅炉防磨防爆检查报告书
2号锅炉D级检修防磨防爆检查报告书设备部赵亮2号锅炉D级检修防磨防爆检查自4月22日开始至4月24日结束，共计58个小时，检查范围包括：炉膛受热面、尾部烟道受热面及水冷分离器受热面。
此次检查设备部锅炉室3人、蓝巢锅炉维护班3人、外聘专家6人共计12人，检查情况如下：一、防磨防爆检查参照标准（一）锅炉技术规范锅炉型号：SG-1178/18.64-M4504。
锅炉型式：亚临界中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉。
锅炉技术参数：锅炉受热面管规格：（其他受热面规格型号详见防磨防爆检查说明书）（二）锅炉受热面管子判废标准①碳钢管蠕变变形大于3.5%D，合金钢管蠕变变形大于2.5%D（D为管子原始外径）；②管壁减薄到小于强度计算管壁厚度或减薄量大于管壁厚度的30%S（S为管子原始厚度，点状减薄除外）；③微观检查发现蠕变裂纹；④管子外表面有宏观裂纹；⑤磨损点深度大于管壁厚度的30%；（三）防磨防爆检查工作依据的技术文件、质量标准GB5310 《高压锅炉用无缝钢管》DL438 《火力发电厂金属技术监督规程》DL612 《电力工业锅炉压力容器监察规程》DL/T715 《火力发电厂金属材料选用导则》DL/T869 《火力发电厂焊接技术规程》DL/T5047 《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）JB/T1611 《锅炉管子制造技术条件》JB/T5255 《焊接鳍片技术》SD223 《火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则》京玉电厂QJYFD-215.06-06-2015《防磨防爆管理规定》二、防磨防爆检查情况：1．炉膛受热面采用吊笼方式分别对左墙水冷壁、右墙水冷壁和后墙水冷壁进行检查，共发现磨损超标管72根，其中后墙水冷壁磨损严重，具体分布如下：炉膛受热面检查测厚表：序号名称管子编号标高测量厚度mm 处理办法1 右墙水冷壁54 46米 4.7 换管2 左墙水冷壁80 40米 5.3 换管3 左墙水冷壁27 34米 5.3 换管4 左墙水冷壁28 34米 5.4 换管5 后墙水冷壁247 20.5米 4.8 换管6 后墙水冷壁248 20.5米 4.5 换管7 后墙水冷壁249 20.5米 4.4 换管8 后墙水冷壁250 20.5米 4.7 换管9 后墙水冷壁251 20.5米 4.7 换管10 后墙水冷壁262 20.5米 4.6 换管11 后墙水冷壁263 20.5米 4.8 换管12 后墙水冷壁264 20.5米 4.5 换管13 后墙水冷壁265 20.5米 5.2 换管14 后墙水冷壁266 20.5米 4.8 换管15 后墙水冷壁267 20.5米 5 换管16 后墙水冷壁268 20.5米 5.1 换管17 后墙水冷壁269 20.5米 4.9 换管18 后墙水冷壁274 20.5米 5.2 换管19 后墙水冷壁275 20.5米 5 换管20 后墙水冷壁276 20.5米 5.3 换管56 后墙水冷壁236 20米 5.1 换管57 后墙水冷壁237 20米 5.1 换管58 后墙水冷壁240 20米 5.3 换管59 后墙水冷壁241 20米 4.8 换管60 后墙水冷壁242 20米 5.2 换管61 后墙水冷壁243 20米 4.9 换管62 后墙水冷壁244 20米 4.8 换管63 后墙水冷壁245 20米 5 换管64 后墙水冷壁246 20米 4.8 换管65 后墙水冷壁241 44米 5.2 换管66 后墙水冷壁242 44米 5.2 换管67 后墙水冷壁243 44米 5.3 换管68 后墙水冷壁 2 20米无法测量，磨损严重打磨补焊69 后墙水冷壁92 24米 4.7 换管70 后墙水冷壁31 40米 4.9 换管71 后墙水冷壁344 20米无法测量，磨损严重打磨补焊72 后墙水冷壁97 25米 5 换管主要管换区域后墙水冷壁超标管主要集中在20米227-297管段间2. 尾部烟道受热面检查发现9根管被吹灰器吹损超标，分布如下：①低温再热器第二层垂直段10-02，测厚记录3.5mm，加瓦处理；②低温再热器第二层垂直段75-02，测厚记录3.4mm，加瓦处理；③低温再热器第二层垂直段170-02，测厚记录3.5mm，加瓦处理；④低温再热器第二层垂直段189-02，测厚记录3.4mm，加瓦处理；⑤低温过热器第一层水平段201-03，测厚记录4.2mm，换管处理；⑥低温过热器第一层水平段202-03，测厚记录3.7mm，换管处理；⑦低温过热器第二层水平段108-03，测厚记录3.7mm，换管处理；被吹灰器吹损管段⑧低温过热器第二层垂直段107-02，测厚记录3.7mm，换管处理；⑨中隔墙过热器下集箱第199根管角焊缝出现裂纹，挖补处理。
循环流化床锅炉的防磨措施
循环流化床锅炉防磨防爆检查与检修
水冷壁侧向磨损
后墙水冷壁
烟气出口
前墙水冷壁
侧向磨损的原因示意图
加装防磨纵梁及更换翅片管
加装防磨纵梁运行后
2.耐火材料损坏
CFB锅炉防磨的重点既是受热面尤其是水冷壁由 于磨损造成的失效问题，同时耐火材料的损坏也是十 分重要的环节。CFB锅炉有很大一部分受热面被耐 火材料覆盖，耐火材料有保温隔热的作用，而另一个 至关重要的作用是保护受热面管排不受高温烟气的冲 刷。在实际运行中，耐火材料的损坏是很普遍的，其 中旋风分离器入口烟道侧墙及靶区、布风板、播煤口 等部位的耐火材料经常出现开裂、剥落等现象。
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
布风板耐火材料开裂剥落
播煤口耐火材料脱落
旋风分离器入口烟道侧墙及靶区检修后
播煤口修复后
主要注意问题： 不定形耐火材料使用性能的优劣在于材料本身的性能指
内蒙古京泰发电有限责任公司 二○一三年十二月
循环流化床锅炉磨损概 况
1.受热面磨损
•整体均匀磨损 •局部快速磨损 •侧向磨损附近区域水冷壁磨损问题
1.1整体均匀磨损
炉膛过渡区水冷壁磨损严重
• 整体均匀磨损是受热面管大面积整体均匀减薄的 磨损，主要发生在上部稀相区前墙水冷壁以及过 渡区前、后墙水冷壁。其中稀相区前墙水冷壁减 薄情况较轻，下部过渡区前、后墙水冷壁严重磨 损。
➢ 耐火材料施工工艺不符合要求，局部不平整有凸起，引起 物料冲刷水冷壁管；
➢ 焊缝未打磨平整，导致焊缝上部快速磨损； ➢ 喷涂层厚度不均匀，长期冲刷造成的不规则脱落，形成了
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
预测性维护与管理
通过大数据分析和人工智能技术，对 锅炉磨损历史数据进行分析和挖掘， 预测磨损趋势和寿命，制定合理的维 护和更换计划。
数值模拟与实验研究
流场与磨损关系的数值模拟
利用数值模拟软件，研究流场特性、颗粒分布和冲击角等因素对磨损的影响，为优化锅 炉结构和改善流场提供理论支持。
装置等部件产生强烈的冲刷作用，导致磨损。
机械摩擦
03
炉内物料与金属表面之间的机械摩擦也是导致磨损的重要原因
之一。
磨损对循环流化床锅炉的影响
降低设备寿命
磨损会导致设备部件的尺寸和 形状发生变化，影响设备的正
常运行和使用寿命。
影响安全运行
磨损严重时可能导致设备损坏 ，引发安全事故。
能耗增加
磨损会导致设备效率降低，能 耗增加。
实验研究与验证
通过实验手段，模拟锅炉实际运行工况，对新型防磨技术和材料的性能进行验证和评估 ，为实际应用提供依据。
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循环流化床锅炉的磨损及防 磨措施
汇报人：文小库 2024-01-06
目录
• 循环流化床锅炉的磨损概述 • 循环流化床锅炉的磨损部位及
机理 • 循环流化床锅炉防磨措施 • 循环流化床锅炉磨损监测与维
护 • 循环流化床锅炉防磨技术发展
趋势
01
循环流化床锅炉的磨损概述
磨损的定义与特性
磨损定义
磨损是物体在相对运动过程中，其表 面不断损耗的现象。在循环流化床锅 炉中，主要涉及到受热面、布风装置 、炉膛、水冷壁等部件的磨损。
分离器出口的磨损
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施汇报人：2023-12-15•循环流化床锅炉概述•磨损机理分析•关键部件磨损情况评估目录•防磨措施研究与应用•运行维护管理策略•效果评估与持续改进计划01循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉采用流态化燃烧方式，通过高速气流使固体颗粒在床层内呈流态化状态，实现高效、清洁燃烧。
工作原理循环流化床锅炉通常由炉膛、分离器、回料装置、尾部受热面等部分组成，具有结构紧凑、热效率高等优点。
结构特点工作原理及结构特点循环流化床锅炉广泛应用于电力、化工、冶金、造纸等行业，用于产生蒸汽或发电。
随着环保政策的日益严格和能源结构的调整，循环流化床锅炉正向大型化、高效化、清洁化方向发展。
应用领域与发展趋势发展趋势应用领域磨损问题及其影响循环流化床锅炉在运行过程中，由于固体颗粒的高速冲刷和撞击，容易导致受热面、分离器等部件的磨损。
影响磨损会导致受热面减薄、变形甚至穿孔，降低锅炉热效率，增加运行成本。
严重时可能导致安全事故。
02磨损机理分析颗粒冲击角度不同，磨损程度和形态各异，如垂直冲击导致凿削磨损，斜向冲击引发切削磨损。
冲击角度影响颗粒速度与浓度颗粒硬度与形状颗粒速度和浓度越高，冲击磨损越严重，二者呈正相关关系。
颗粒硬度和形状影响磨损速率，硬度越高、形状越尖锐，磨损越严重。
030201颗粒冲击磨损摩擦系数越大，滑动摩擦磨损越严重，磨损速率与摩擦系数成正比。
摩擦系数表面粗糙度越大，摩擦阻力越大，磨损越严重。
表面粗糙度载荷和滑动速度越大，滑动摩擦磨损越严重。
载荷与滑动速度滑动摩擦磨损循环应力导致材料疲劳损伤，进而引发疲劳磨损，应力幅值和循环次数影响疲劳磨损程度。
循环应力腐蚀介质与材料发生化学反应，导致材料损失和性能下降，从而引发腐蚀磨损。
腐蚀介质温度和湿度影响腐蚀速率，进而影响腐蚀磨损程度。
温度与湿度疲劳磨损与腐蚀磨损03关键部件磨损情况评估管壁厚度减薄检测超声波测厚法利用超声波在管壁中的传播速度和时间差来计算管壁厚度。
谈循环流化床锅炉的防磨措施
谈循环流化床锅炉的防磨措施摘要:火力发电厂锅炉因受热面磨损造成的停炉事故约占锅炉总事故率的70%,金属部件的磨损是造成其运行事故的主要原因。
所以要特别重视锅炉受热面的防磨。
下面介绍了循环流化床锅炉金属部件磨损及其产生原因,提出了一些看法和防磨措施。
关键词:循环流化床锅炉金属部件磨损防磨冀中能源股份显德汪矿矸石电厂所用锅炉为江西锅炉厂生产的JG—65/3.82—M和JG—35/3.82—M循环流化床锅炉,为中温中压配套机组。
循环流化床(简称CFB)燃烧技术是一项新兴的燃煤技术。
循环流化床锅炉具有燃烧适应性广,燃烧效率高,氮氧化物排放低,负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。
在CFB的运行中,含有燃料、燃料灰的固体床料在炉膛→旋风分离器→回料阀→炉膛这一封闭循环回路里处于不停的高温循环流动中,并在炉内850℃～950℃进行高效率燃烧反应。
除床料在这一回路作外循环流动外,床料在重力作用下在炉内不断的进行循环流动。
因此,在循环回路的相应部位必然产生磨损。
磨损不仅影响锅炉的安全运行,还限制了这类锅炉一些优点的发挥。
磨损给锅炉造成直接危害是使承受内压的受热面金属管子壁厚减薄直至爆管停炉。
磨损使锅炉运行维护费用增大,机组利用率低,给企业造成巨大的损失。
磨损是煤或灰粒以某一角度(0～90℃)撞击受热面管子表面,引起冲蚀磨损,造成管子表面金属流失。
冲蚀磨损主要是冲击与切削的作用,而切削是最主要的因素。
固体粒子作为微小的切削工具在相对较软的金属表面上滑动切削出槽沟的痕迹。
磨损是非常复杂的失效过程,它不仅受力原因的影响,同时还与材料、环境、介质等多种因素密切相关。
CFB受热面管子磨损是受煤粒子与灰粒子浓度、粒子特性、流体几何形状影响的。
在固体粒子浓度较高区域,磨损主要取决于固体粒子及烟气流与受热面的相对运动。
磨损与烟气流速密切相关,固体粒子的速度和密度是影响磨损的主要因素。
因此严重磨损区域通常发生在流速突变区域。
CFB的受热磨损主要发生在燃烧室的下部,炉膛的上部出口周围及布置在燃烧室中屏式受热面的下部。
循环流化床锅炉金属部件的磨损及防磨措施(全文)
1.3 尾部受热面的磨损
尾部受热面的磨损主要是飞灰对受热面的磨损，多发生在过热器的迎风面，省煤器两端和空气预热器进口处。过热器区域的温度比较高，大多数灰粒比较软，对受热面的磨损并不十分严峻。但在省煤器区域由于烟温低，灰粒变硬、且体积收缩表面形成尖锐的棱角，对省煤器管排的磨损相当严峻。空气预热器进口处管壁的磨损是由于烟气流速、方向的改变而产生的磨损。
2 循环流化床锅炉的防磨措施
在设计上，风帽采纳定向设计，在排列上采纳间隔排列方式，幸免风帽相互直吹，保证风帽小孔气流速度的稳定，气流分均匀，以降低冲击磨损。在运行时，防止大颗粒物料进入床内床，锅炉用风稳定，使流化物料在小范围波动，尽可能的减小物料对布风装置的冲刷磨损。
在卫然带与浇注料的过渡区采纳外弯管形势可有效降低此处的磨损，并在卫然带以上1-1.5米的范围内对水冷壁管壁进行超音速电弧喷涂。喷涂处的管面过渡要平滑，不能有凸台。在水冷壁上加焊导流防磨带（来破坏向下流动的固体料流），从而达到防磨目的。
循环流化床锅炉金属部件的磨损及防磨措施
1 循环流化床锅炉金属部件的磨损
1.1 布风装置的磨损
循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损与风帽小孔扩大的磨损两种情况，其中风帽磨损最严峻的区域发生在循环物料回料口附近，主要是由于较高颗粒浓度的循环物料，以较大的平行于布风板的速度重量冲刷风帽导致的。也有风帽小孔高速气流引起物料粒子的撞击；物料的颗粒越粗、越硬、流化风速越高、床压波动越大，磨损就严峻。
1.2 炉膛水冷壁管的磨损
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采取的措施：
（4）喷涂层局部脱落引起的磨损： 补焊或更换磨损管段； 修复喷涂层 （5）鳍片局部凸起引起的磨损漏风： 补焊鳍片 打磨圆滑过渡
加高防磨梁
主要注意问题： 随着运行时间的增加，循环流化床锅炉炉膛水冷壁会发 生一定程度的磨损。检修时针对磨损情况采取更换超标管段 及采取一定的防磨措施，如增加耐火材料覆盖、喷涂等。以 下问题需格外注意： （1）改变局部不合理的结构，尽可能消除基建期遗留的各 类不规则的凸起或凹陷。 （2）检修时需要更换管段，在条件允许的情况下，尽可能 将焊缝放在防磨梁内部或防磨梁下300mm区域内。避免出现 新增焊缝短期内失效。 （3）对喷涂区域内水冷壁管段更换时，务必将喷涂层打磨 干净，否则极易出现裂纹。
1.3侧向磨损
炉膛出口处水冷壁磨损严重
侧向磨损是水冷壁向火侧约四分之一弧面均匀磨损，
水冷壁向火侧一面均匀磨损，表面光滑，厚度减薄 1-2mm，靠近炉膛出口部位发现超标管段，而另一 侧未发生磨损。 主要是因为烟气流在炉膛出口部位发生大角度转向， 且流通面积大幅度减小，必然会发生烟气流速加快。 烟气流以一定角度冲刷后墙水冷壁，使水冷壁迎风 侧产生侧向磨损。 目前我厂对于防止侧向磨损较为可行的方法是更换 翅片管及加装防磨纵梁。
飞灰反弹造成防磨梁根部水冷壁磨损
耐火材料不平整导致的磨损
焊缝未打磨平整导致的磨损
喷涂材料局部脱落导致水冷壁磨损
鳍片严重磨损漏风
采取的措施：
（1）防磨梁飞灰反弹引起的磨损： 对磨损管子进行补焊； 加高防磨梁，将补焊区覆盖； 大修时更换管段 （2）耐磨材料局部凸起引起的磨损： 对磨损管段进行补焊，必要时换管； 对耐火材料进行局部修整 （3）焊缝未打磨平整引起的磨损： 更换减薄超标管段； 进行防磨喷涂
内蒙古京泰发电有限责任公司
二○一三年十二月
循环流化床锅炉磨损概况
1.受热面磨损
整体均匀磨损
局部快速磨损
侧向磨损附近区域水冷壁磨损问题
1.1整体均匀磨损
炉膛过渡区水冷壁磨损严重
整体均匀磨损是受热面管大面积整体均匀减薄的磨
损，主要发生在上部稀相区前墙水冷壁以及过渡区 前、后墙水冷壁。其中稀相区前墙水冷壁减薄情况 较轻，下部过渡区前、后墙水冷壁严重磨损。 主要是因为受“贴壁流”影响，上部稀相区流速较 慢，因此减薄量较小。下部过渡区流速较快，因此 磨损也较为严重。 目前我厂对于防止整体均匀磨损较为可行的方法是 在加装防磨梁的基础上再进行超音速电弧喷涂。
谢谢！水冷壁侧向磨损烟来自出口 后墙水冷壁前墙水冷壁
侧向磨损的原因示意图
加装防磨纵梁及更换翅片管
加装防磨纵梁运行后
2.耐火材料损坏
CFB锅炉防磨的重点既是受热面尤其是水冷壁 由于磨损造成的失效问题，同时耐火材料的损坏也 是十分重要的环节。CFB锅炉有很大一部分受热面 被耐火材料覆盖，耐火材料有保温隔热的作用，而 另一个至关重要的作用是保护受热面管排不受高温 烟气的冲刷。在实际运行中，耐火材料的损坏是很 普遍的，其中旋风分离器入口烟道侧墙及靶区、布 风板、播煤口等部位的耐火材料经常出现开裂、剥 落等现象。
造成水冷壁过渡区域磨损的主要原因:
贴壁流速度高； 贴壁流浓度大。
主动多阶式防磨技术
该防磨装臵由销钉和耐火耐磨浇注料形成凸台，
并通过销钉将凸台固定在水冷壁上；凸台沿水冷壁高 度方向以一定间距水平或倾斜多阶布臵。 技术特点:
主动 贴壁流速度显著降低； 贴壁流浓度显著降低。
水冷壁过渡区磨损1
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
布风板耐火材料开裂剥落
播煤口耐火材料脱落
旋风分离器入口烟道侧墙及靶区检修后
播煤口修复后
主要注意问题： 不定形耐火材料使用性能的优劣在于材料本身的性能指 标、施工工艺与烘炉这三个环节，检修时必须从这三方面严 格把控： （1）不定形耐火材料最基本的性能指标就是体积密度，对 于耐磨耐火可塑料及耐磨耐火浇注料，我们要求的体积密度 在2.8g/cm3以上。同时针对烟气量大、烟气流速快的部位， 还应对耐磨性、抗热震稳定性进行严格把关。 （2）施工时除要执行相关施工工艺外，搅拌时水量、胶粘 剂与干料的配比量必须严格控制，否则强度将大大下降。 （3）大面积更换耐火材料时，烘炉环节必须严格按方案执 行，蒸汽烘炉阶段养护时间需足够。此外在锅炉启动过程中 应控制升温速度，避免急冷急热，造成炉衬损坏。
1.2局部快速磨损
局部快速磨损主要有以下五种形式: 过渡区防磨梁根部水冷壁管由于飞灰反弹引起的局部快速 磨损； 耐火材料施工工艺不符合要求，局部不平整有凸起，引起 物料冲刷水冷壁管； 焊缝未打磨平整，导致焊缝上部快速磨损； 喷涂层厚度不均匀，长期冲刷造成的不规则脱落，形成了 局部较小的凸起，导致水冷壁管磨损； 鳍片对接未完全达到安装工艺要求，过渡不圆滑，物料冲 刷鳍片导致漏风。