四角燃烧锅炉水冷壁磨损的原因分析与防磨措施.docx
水冷壁管防腐蚀、耐磨的研究与解决办法【模板范本】
水冷壁管防腐蚀、耐磨的研究与解决办法摘要：火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理复杂，它与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量、烟气与灰分颗粒的冲蚀密切相关.防止水冷壁高温腐蚀和磨损的常用方法有两类，即非表面防护方法和表面防护方法。
本文针对广东沙角 B 电厂 3＃炉，本公司采用超音速电弧喷涂 45CT 合金涂层工作寿命已近四年，认为积极采用热喷涂技术是火电厂锅炉水冷壁高温防腐耐磨涂层最可靠的解决方法。
关键词：锅炉水冷壁高温腐蚀和磨损超音速电弧喷涂一、引言锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损一直是电力系统普遍存在的严重问题，它的直接危害主要表现在以下两个方面：(1）使管壁减薄，据统计一般每年减薄量约为 1mm 左右，严重的可达 5~6mm 年,形成安全运行的严重隐患,增加了电厂的临时性检修和大修工作量，给电厂造成很大的经济损失.（2）发生水冷壁突发性爆管事故，造成紧急停炉抢修，不仅打乱了电厂的正常发电秩序，减少发电产值,而且增加了工人劳动强度和额外的检修费用，直接影响企业效益，同时也干扰了地区电网的正常调度，影响当地工农业生产，由此也造成了很大的社会影响.锅炉运行过程中，由于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在,在高温下对水冷壁构成腐蚀。
这种现象在各个燃煤锅炉中普遍存在，我们在各火电厂的锅炉定期检验中经常遇到，只是程度不同而已。
广东沙角 B 电厂由于其燃煤含硫量大，水冷壁遭受的高温腐蚀特别严重，由此带来的爆管、换管损失惨重。
同时，煤燃烧时产生的大量灰粉，在锅炉内部燃烧的复杂动态过程中,猛烈撞击水冷壁，对水冷壁工作面产生严重切削,使水冷壁管工作面被磨损成不同程度的小平台,造成水冷壁壁厚的实际减薄，容易导致水冷壁管在高温下强度不够而爆管，其危害作用同高温腐蚀一样严重。
因此，需要我们寻求一种解决的技术方法，增加水冷壁的抗磨损能力,以延长水冷壁的使用寿命。
二、水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理.水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理是很复杂的，简言之，与下列因素有关：(1)炉膛火焰温度； (2）燃煤的含硫量；（3）烟气与灰分颗的冲蚀。
锅炉燃烧器喷口附近水冷壁磨损原因及防磨治理
锅炉燃烧器喷口附近水冷壁磨损原因及防磨治理摘要:对于四角切圆锅炉燃烧器喷口的附近水冷壁，一般情况下由于燃烧器需要摆动，燃烧器喷口与风室之间的间隙过大，炉内切圆组织不合理，切圆过大等造成热烟气冲刷水冷壁管子，使水冷壁管容易发生局部磨损，对于此种情况，需要对此进行研究和分析，本文将对锅炉燃烧器喷口附近水冷壁磨损原因进行探讨，并对其进行防磨治理。
关键词:锅炉燃烧器;喷口;水冷壁;磨损原因;防磨治理对于四角切圆锅炉燃烧器喷口的附近水冷壁，一般情况下由于燃烧器需要摆动，燃烧器喷口与风室之间的间隙过大，含尘热二次风冲刷水冷壁管子，使水冷壁管发生局部磨损，严重时水冷壁管能减薄3-4mm。
炉膛切圆组织不合理，切圆偏大，飞灰颗粒对水冷壁的冲刷，也会造成燃烧器区域水冷壁磨损及腐蚀。
水冷壁的磨损及腐蚀，严重时将影响锅炉的安全经济运行，出现水冷壁爆管。
因此，在这种情况下，有必要提出一种解决方案对锅炉燃烧器喷嘴附近的水冷壁进行保护，以避免水冷壁的磨损，导致锅炉爆管的发生。
1燃烧器附近水冷壁磨损的原因分析1.1 喷口出口射流两侧的压力差直流喷燃器是根据一定角度布置于炉膛四角，并因为炉内旋转气流的影响，喷口出口的射流两侧面所需要的补气条件是不一样的，因此会形成射流两侧面一种的压力差，造成射流会偏移向压力较低一端，而这种现象会造成射流严重偏离而贴墙，气流一旦贴墙则含灰气流就会对水冷壁管进行冲刷从而造成水冷壁磨损。
1.2 喷口处的间隙对于四角切圆锅炉来说，大多数的锅炉为了实现调节汽温的功能，燃烧器设计为可垂直摆动的结构形式，设计单位为了保证燃烧器能长久摆动，将喷口与风室之间的间隙调整到12mm左右，在锅炉满负荷运行时，含尘二次风会顺着风箱壁往炉膛内喷射，这会造成喷口的附近水冷壁磨损。
1.3喷口的材质目前一些二次风喷口所采用的是6mm厚的304的不锈钢钢板焊接而成，喷口在运行一个小修周期后，喷口经常烧损变形，而喷口一旦产生损坏，就破坏了射流的组织方向，使得一部分含尘二次风吹向水冷壁，造成水冷壁磨损。
锅炉水冷壁管防磨处理
．
管与喷嘴射流之间的距离可增加 ５ ｍｍ左右。在实际运用 中在 ０
．
右都 已经 变形 ， 波 呈
浪状 。
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二次风喷 口小角侧焊一块不锈钢板 ， 由于钢板的导流作用 ， 小角 侧 的喷嘴位置向炉 内推进了一些 ，增加 了射流与水冷壁之间 的
直 径 １０ ｍ， 料 ５ｍ 材
并 向下塌腰 （ 大约 ４ ｍｍ） 最 ０ ，喷嘴左侧 钢板 向水冷壁 变形约
污染 。
３４ ０ ，利 用 原有 精
度 １ ｍ 的 滤 芯 ， ０
加大过滤器和改 动进 出口的目的是从侧 面进气 ，使气体在 滤芯 过滤器的 内壁产生螺旋状行径 ， 大部分干粉落在过滤器的底部 ，
维普资讯
锅炉水冷 壁管 防磨处理
李亚军
摘要
关键词
分析火 电厂水冷壁管磨损原 因， 采取加长喷燃器、 校正切 圆直径 、 合理的喷嘴 处水冷壁结构等措施 ， 获得较好效果。
锅炉 水冷壁管 磨损 处理
Ｂ Ｔ ２ ９６ Ｋ ２． 文献标识码
中 图分 类 号
计 的一 、 二次风速 （ 冷态 ） 分别 为 ２ ～ ３ ｓ和 ４ ～ ６ ／。喷嘴 ２ ２ ｍ／ ４ ４ｍｓ 检查 ： 一次 风喷 嘴正 常 ； 二次风 喷嘴上 边左 侧 已经烧毁变 形 ，
水冷壁管磨损 的机 理较 为复杂 ，主要 与下 列因素有关 ： ① 炉膛火焰温度 ， ②燃煤 的含硫量 ， ③烟气与灰分颗粒 的冲蚀 。 锅
消除“ 沸腾” 现象 ， 且能贮存较多干粉 （ 不需经常清理 ）相对洁净 ，
进 气 口在 过 滤 器 的 １３处 （ 顶 ／ 离 部 ）采用 ２３英寸 ， ／
循环流化床锅炉水冷壁磨损分析及防护措施
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2018年第14期·101·文章编号：2095－6835（2018）14－0101－02循环流化床锅炉水冷壁磨损分析及防护措施马旭旭（安徽省特种设备检测院，安徽合肥230051）摘要：水冷壁管磨损是循环流化床锅炉失效的最主要形式之一。
该种经常发生水冷壁泄漏、爆管事故，为国家和企业带来直接经济损失。
针对每个磨损高发位置，阐述了其磨损的主要机理，提出了针对性的防护措施，以降低水冷壁管的磨损。
关键词：循环流化床锅炉；水冷壁；防护措施；发热值中图分类号：TK229.6文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2018.14.1011锅炉概况安徽某矿业集团一台型号为YG-75/5.29-M21的循环流化床锅炉。
该锅炉为全悬吊“π”形炉，主要由炉膛、锅筒、旋风分离器及尾部烟道组成。
该锅炉设计燃料为烟煤（发热值为13816kJ/kg ），燃料颗粒度为0～10mm 。
空气一次风、二次风之比为60∶40。
锅炉一次风从炉膛底部的水冷风室进入，再通过布风板风帽的小孔进入燃烧室，而二次风则沿着炉膛的高度方向分两层送入。
本锅炉采用高温旋风分离器装置，分离器位于炉膛出口，分离器入口烟温为850～1000℃，下部布置了返料装置，分离下来的飞灰经返料装置送回炉膛继续燃烧。
返料口离风帽高约1200mm 。
炉膛水冷壁采用全悬吊膜式壁结构，主要分前、后、左、右四个回路。
膜式壁管径为Φ60×5（前、后墙水冷壁在冷风室区域为Φ51×5），节距为100mm 。
图1实际检测图2事故描述该锅炉在2017-09停炉检修时发现，在底部浇注料上方1000mm 区域内，前、后、左、右墙水冷壁管均存在大面积磨损现象，最小实测壁厚为0.72mm ，根据强度计算结果，水冷壁管最小需用壁厚为2.55mm 。
此外，在水冷壁管各对接焊缝处均有不同程度的磨损。
锅炉水冷壁磨损的原因及防止措施
锅炉水冷壁磨损的原因及防止措施摘要：通过介绍锅炉水冷壁的基本构造、作用，分类，进而分析了锅炉水冷壁管主要磨损的原因，最后提出了改进措施。
主题词：锅炉水冷壁、磨损、改进措施锅炉水冷壁的基本构造及作用布置在锅炉炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面，称为水冷壁。
水冷壁是锅炉的主要受热部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周。
它的内部为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。
水冷壁的主要作用是：（1）吸收炉内辐射热，将水加热成饱和蒸汽；（2）保护炉墙，简化炉墙结构，减轻炉墙重量，这主要是由于水冷壁吸收炉内辐射热，使炉墙温度降低的缘故；（3）吸收炉内热量，把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度，这对减轻炉内结渣、防止炉膛出口结渣都是有利的；（4）水冷壁在炉内高温下吸收辐射热，传热效果好，故能降低锅炉钢材消耗量及锅炉造价。
锅炉水冷壁的分类水冷壁根据其外形，分为光管式水冷壁和膜式水冷壁两种。
现代锅炉广泛采用膜式水冷壁，其主要优点是：（1）膜式水冷壁将炉膛内壁面全部为金属表面所覆盖，吸热能力大为提高；（2）炉膛内壁为金属表面覆盖，炉墙不直接受辐射热，温度较低，从而可简化炉墙结构，减轻炉墙重量；（3）膜式水冷壁具有良好的气密性，使炉膛漏风量大为减小，从而提高运行经济性；（4）膜式水冷壁不易结渣，即便结了渣，在锅炉负荷变化时，由于水冷壁温度变化引起胀缩，使结渣易于掉下。
现代锅炉炉膛锅炉水冷壁的分布现代锅炉炉膛四周都布满水冷壁，且每侧墙又分成若干组（管屏）并联。
其主要原因是：现代锅炉炉膛宽度、深度尺寸都较大，炉内温度分布很难均匀，热负荷差异较大。
水冷壁做成较窄的管屏后，每组并联管数较少（一般为30根左右），这样同一循环回路的管子吸热情况比较一致，即热偏差较小，对保证水循环安全有利。
现在锅炉每侧墙分为3—5个循环回路，容量大时循环回路数更多。
另外，从结构上考虑，做成较窄的管屏，便于组合安装，也便于解决水冷壁的横向膨胀及密封问题。
锅炉四角水冷壁泄漏原因分析及防范措施
锅炉“四角”水冷壁漏泄原因分析及防范措施白兴龙 裴 辉 黑龙江华电佳木斯发电有限公司摘 要：锅炉水冷壁漏泄多发生在燃烧器周围，燃烧器附近水冷壁一旦漏泄将造成锅炉灭火事故，机组被迫紧急停止运行。
本文从四角喷燃器的布置以及运行情况对产生水冷壁磨损、腐蚀的原因进行剖析，提出了综合的防预措施，力求从中找出规律。
为解决水冷壁爆管问题提供技术依据。
关键词：锅炉 水冷壁 磨损 腐蚀 预防措施0 前 言国产电站锅炉中采用四角布置直流燃烧器的比较多，HG410t/h锅炉就很具有代表性，它是典型的四角喷燃煤粉炉，一般情况下喷口附近的水冷壁管容易发生局部磨损。
其特性是：局部磨损面积比其它受热面如（过热器、水冷壁等）管磨损面积大；磨损面减薄后在管内高压炉水作用下翻开，呈开窗状泄漏点，造成大量炉水喷入炉膛。
如果泄漏发生在一次风喷口附近，则炉膛火焰马上被水浇灭；如果泄漏发生在下二次风喷口附近，也会因为锅炉长期无法保持正常水位而被迫紧急停炉。
所以，对于单元制机组来说，喷口附近的水冷壁漏泄会造成停炉停机事故，给企业带来巨大的经济损失，给电网的安全稳定带来威胁。
1 概 述黑龙江华电佳木斯发电有限公司11号—14号炉均系哈尔滨锅炉厂生产的HG-410/100型锅炉均为单汽包、自然循环、倒U型布置的固态排渣煤粉炉，采用四角切向布置的直流煤粉燃烧器。
锅炉采用钢球磨煤机中间储仓式制粉系统，一次风采用热风送粉方式。
燃烧器采用均等配风方式，一、二次风相间布置，三层一次喷口（其中下排主喷口为浓、淡稳燃器），四层二次喷口，两层三次喷口，重油点火装置在油配风喷口内，1、3号角为等离子无油点火装置。
其主要参数如表1。
表1 主要工作参数数 值序 号 项 目 单 位#11 #12 #13 #141 额定蒸发量 T/h 410 410 410 4102 汽包工作压力 MPa 11.40 11.40 11.40 11.403 过热蒸汽压力 MPa 9.8 9.8 9.8 9.84 过热蒸汽温度 ℃ 540 540 540 5405 给水温度 ℃ 215 215 215 2156 冷风温度 ℃ 30 30 20 207 热风温度 ℃ 356 356 368 3688 排烟温度 ℃ 137 137 146 1469 锅炉热效率 % 90.27 90.27 90.607 90.607锅炉设计煤种及燃烧器设计参数如下：设计煤质材料（鹤洗混烟煤）：C y=36.55%,H y=2.53%,O y=3.99%,N y=1.08%,S y=0.10%,A y=47.05%，W y=8.70%,V r=42.6%,Q dw y=14407kJ/kg。
超超临界锅炉冷灰斗区域水冷壁磨损分析及防磨措施
超超临界锅炉冷灰斗区域水冷壁磨损分析及防磨措施本文介绍了某电厂在建锅炉冷灰斗区域水冷壁的结构特点，分析了该区域水冷壁易磨损的原因，提出了在易发生磨损的部位铺设耐磨浇注料的防磨措施.。
关键词：灰粒；磨损；防磨措施；水冷壁引言：随着我国经济的迅猛发展，十二五期间各发电公司新建了大批超超临界发电机组，大型机组运行期间，出现了大量设备或生产技术问题，其中，锅炉受热面磨损问题普遍存在.。
由于机组燃用高灰分煤导致冷灰斗水冷壁磨损严重，冷灰斗区域水冷壁的磨损情况已严重影响到了机组的运行安全，成为电力生产技术部门必须克服的一道难关.。
1 设备简介某电厂二期工程2×1000MW机组在建锅炉冷灰斗区域水冷壁由螺旋状管排组成，从上往下看呈顺时针布置.。
冷灰斗螺旋管圈管径为Φ38×7，材质15CrMoG，在冷灰斗区域管束方向有一定改变，同时节距也发生改变，如图1所示.。
变向前管子节距为49mm，变向后节距为53mm.。
2 水冷壁磨损的因素煤粉燃烧后的灰粉分两部分流动，小颗粒灰随烟气流经各个受热面，大颗粒灰直接落入冷灰斗.。
锅炉长期运行，灰粒对锅炉各级受热面和冷灰斗区域水冷壁产生不同程度的磨损.。
炉膛内低温区，灰的硬度较大，与受热面碰撞和摩擦时，对受热面产生磨损.。
磨损量与灰粒撞击受热面频率、灰粒的速度、灰粒的浓度、受热面或金属材质以及运行时间有关.。
2.1设备结构由于锅炉本身结构的限制，某些局部区域会形成烟气涡流，增加了灰粒与水冷壁管束的撞击率；灰粒沿管间鳍片流动时，冲刷转弯处管束，造成这些转弯部位的水冷壁管子磨损严重.。
2.2管材的耐磨性不同金属材质的耐磨性有很大差异，在相同的温度下，材料等级越高，管子的耐磨损性越强，但使用高等级材质，管子的成本将会增高，锅炉设计者通常是根据管子所在处的炉内温度和管子所承受内部压力来选取管子的材质.。
一般情况下，温度高的区域采用高等级材质的管子，而此处灰粒的硬度低，磨损性小；温度低的区域采用低等级材质的管子，而此处灰粒硬度高，磨损性强.。
水冷壁损坏故障的现象、原因及解决办法
水冷壁损坏故障的现象、原因及解决办法
现象：
1.水位迅速下降，汽压、给水压力下降，给水流量不正常大于蒸汽流量，差值增大；
2.炉膛正压燃烧不稳，炉膛温度下降，严重时锅炉灭火；
3.轻微泄漏时，有蒸汽喷出的响声，爆破时有显著的响声；
4.各段烟气温度和排烟温度均下降；
5.烟囱大量冒白汽。
原因：
1.锅炉设计安装、检修质量不良或材质不合格，焊接质量不良；
2.安装和检修时，有杂物掉进管内造成水循环不良引起管壁过热鼓包而爆破；
3.炉水、给水质量不合格引起管内结垢或腐蚀；
4.外部磨损或邻近管子泄漏吹坏；
5.燃烧器运行不正常，燃烧器附近的水冷壁管防护不良，被烟气磨损；
6.炉内结焦，使局部管过热或使管子受热不匀或循环破坏；
7.锅炉长期低负荷运行，水循环不良；
8.锅炉严重缺水时，突然大量进水产生巨大应力使管子损坏；
9.锅炉在点火升压时操作不当，如火焰长期偏斜，升压速度过快等，使个别管子受热不均匀而损坏；
10.升炉过快或停炉冷却方式不合理，造成局部受热不均而损坏管子。
如何处理？
1.损坏严重，水位不能维持时，应立即停炉，报告值长，关主汽门（单炉需征得值长同意）。
2.炉内灭火后，保留引风机运行，以排出炉内的烟气和蒸汽，维持负压；
3.待炉内烟气及蒸汽基本抽除后，停引风机；
4.水冷壁损坏，尚能保持正常水位，且不扩大故障时，可适当降低锅炉负荷，加强补给水，并申请停炉；
5.加强给水后，水位仍难以维持，则停止进水，禁止开再循环门。
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四角燃烧锅炉水冷壁磨损的原因分析与防磨措施
电站锅炉中采用四角布置直流燃烧器，一般情况下喷口附近的水冷壁管子容易发生局部磨损。
其特征是：局部磨损面积比其它受热面(过热器、省煤器等)管子大；磨损面减薄后在管内高压炉水作用下翻开，呈开窗状泄漏点，造成大量炉水喷入炉膛。
如果泄漏发生在上一次风喷口附近，则炉膛火焰马上被水浇灭；如果泄漏发生在下二次风喷口附近，也会因为锅炉保持不了水位而被迫紧急停炉。
所以对于单元制机组来说，喷口附近的水冷壁磨损会造成停炉停机事故，给电网的安全带来威胁。
1喷口附近水冷壁磨损实例
牡丹江第二发电厂型锅炉，四角切圆燃烧，在上二次风喷口右侧的水冷壁上发生过局部磨损曾引起泄漏，泄漏面积(长×宽)170mm×45mm，导致停炉停机事故。
水冷壁规格φ60×5mm，局部磨损发生在喷口右侧第4～8根水冷壁管子上；磨损长度在130～340mm范围内，离喷口较远的第8根管子磨损面积较大，反之则较小；除第8根管子爆管，其余4根管子磨损最深已达1.8～
3.0mm；磨损面下线基本与上二次风喷口下倾角度线对应。
一、二次风喷燃器采用1Cr18Ni9Ti不锈钢板焊制成，厂家设计的一、二次风速(冷态)分别为23～23m/s和44～46m/s。
喷口检查：一次风喷口正常；二次风喷口上边左侧已经烧毁变形，并向下塌腰(最大约40mm)，喷口左侧钢板向水冷壁变形约10mm，喷口里面接口处的二次风管上下左右都已经变形，呈波浪状。
2原因分析
2.1喷口出口射流与水冷壁的夹角
直流喷燃器以一定角度布置在炉膛四角上，在炉内旋转气流的作用下，喷口出口射流两侧的补气条件是不一样的，形成作用于射流侧面的压力差，使射流向压力较低一侧偏转，因此喷口出口射流两侧与水冷壁之间的夹角，分为小
角和大角。
做炉内空气动力场试验，在设计工况下测得炉内实际旋转速度圆大小为φ5.50～6.25m，喷口出口大、小夹角分别约为31°和4～5°。
可见小角侧气流根部距水冷壁很近，如果操作不当或炉内旋转速度圆直径偏大，气流就要冲刷水冷壁。
2.2喷口处的温度
在锅炉额定负荷下，测试下二次风口的温度：测试探头在喷燃器内距喷口端面1m，热风门全开，测得温度为320℃；探头至喷口端面，热风门全开，温度为540℃，热风门全关，此时温度为832℃。
炉膛最高温度在1600℃左右，上二次风喷口对应中心火焰位置。
由此可见，如果锅炉在额定负荷下，上二次风门全关时，其喷口处温度将远远超过下二次风口的温度(估计在1000℃左右)。
2.3喷口的材质
喷口采用1Cr18Ni9Ti炉用耐热钢板。
根据现场经验处于温度相对较低的下二次风喷口，也经常发生烧变形的情况。
可见1Cr18Ni9Ti只适用于温度在600℃以下的工作环境。
2.4二次风气流主导作用
二次风射流喷出后，不断卷吸周围的空气，因为二次风风速较高，大约是一次风的2倍，所以也不断卷吸位于上下的一次风粉混合物。
如果二次风刷墙，则卷吸的煤粉就会磨水冷壁，管子的磨损量与烟气流速成3次方，因此喷口附近水冷壁的磨损一般都发生在二次风附近。
从水冷壁磨损的情况可以看出，磨损位于二次风射流的下边(再下面是上一次风)，其磨损面正确地反映了一次风中的部分煤粉被卷吸到二次风后所留下的痕迹。
2.5喷口处水冷壁结构
型锅炉其喷口出口端面深入炉膛仅100mm(与四角顶点的距离)，喷口气流的根部基本上是贴着水冷壁。
当出现喷口变形、炉内切圆直径偏大以及操作等
原因使气流偏转时，都可能造成水冷壁的磨损。
可见型锅炉，喷燃器的布置不尽合理。