【干货】浅析入炉煤挥发份对CFB锅炉磨损的影响-北极星火力发电网

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中韩(武汉)石油化工有限公司3台CFB锅炉是由福斯特惠勒公司设计的高温高压的循环流化床锅炉,采用自然循环,单汽包,单炉膛,平衡通风,半露天布置,顶部悬吊,固态排渣｡每台锅炉额定负荷为360t/h,主蒸汽温度540℃,主蒸汽压力12.5MPa,配两台65MW的双抽凝汽式汽轮机｡设计煤种干燥无灰基挥发份指标为19%,实际控制指标为17%~25%｡

(来源：微信公众号“循环流化床发电” ID：xhlhcfd 作者：钱锟)

1、CFB防磨的基本概况

自2012年开工以来,该3台CFB锅炉运行情况良好,但在计划检修停炉过程中检查发现存在飞灰再循环入炉膛部位严重磨损现象｡其中,2号CFB锅炉曾在2013年10月28日发生飞灰再循环磨损导致锅炉泄漏紧急停车｡

2014年4月17日,2号CFB锅炉因水冷壁磨损泄漏导致锅炉紧急停车｡针对此次水冷壁磨损,测厚单位､锅炉厂家､设计院和第三方专家对锅炉水冷壁进行了全面检查｡经检查发现:水冷壁前墙右侧第5根管子在浇筑料上方约500mm的右侧与近鳍片处出现爆管,爆管后的蒸汽吹损到右侧炉墙上的12根炉管,造成其中的7根炉管爆管｡2号CFB锅炉磨损区域主要集中在1号给煤口与右侧之间的浇筑料上方1500mm范围､2号~3号给煤口之间的浇筑料上方1500mm范围､4号给煤口与左墙之间的浇筑料上方1500mm｡磨损特征为管子单侧的平削式磨损,磨损表面较光滑;四周浇筑料收边处炉管的局部磨损严重;屏式过热器个别炉管存在磨损｡左右侧墙及后墙磨损较小,炉膛上部磨损较小｡

整个炉膛浇筑料上方高度约2500mm范围原先采取合金喷涂处理区域,前墙涂层脱落明显,让管部位几乎全部脱开,涂层呈现红色氧化皮特征｡

2号炉原炉管厚度为5.44mm,合金喷涂层厚度为0.8mm,而承受13MPa的炉管最低厚度为2.7mm｡按照相关规定,3.5mm以下的炉管就必须进行更换｡但经过超声测厚后发现:2号炉前墙大部分炉管厚度在4.2mm以下,最严重处仅有2.4mm｡

经初步分析,可能造成2号CFB锅炉磨损泄漏的原因主要有:入炉煤干燥无灰基挥发份(以下简称入炉煤挥发份)较高且偏离设计值较多､在锅炉高负荷工况下掺烧全厂富余燃料气､施工质量不高导致炉墙垂直度不够｡因炉墙垂直度已无法改变,为减小锅炉磨损只能从入炉煤挥发份指标调整和减少富余燃料气掺烧两方面入手｡因富余燃料气掺烧量少且掺烧时间不连续,不便于调整,入炉煤挥发份指标的调整将作为主动减少锅炉磨损的主要手段｡

经调整,在2号CFB锅炉检修完成后,自2014年7月以来,2号CFB锅炉入炉煤基本按照控制指标进行采购和使用｡到2015年3月末,2号CFB锅炉连续运行157天,按计划进行检修｡为监测炉管的磨损状况,检验指标调整后磨损的变化情况,采取与之前相同的超声测厚方法对炉管进行测厚,得出炉管的厚度｡

2、数据对比

根据2014年1月至2014年4月中旬2号CFB锅炉爆管前,化验中心采样分析所得挥发份指标数据与2014年12月至2015年3月中旬2号CFB锅炉计划检修前,化验中心采样分析所得挥发份指标数据,随机抽取26组进行对比｡

根据2014年4月24日,2号CFB锅炉爆管后炉管的超声测厚报告及2015年4月8日2号CFB锅炉计划检修后炉管的超声测厚报告,从中随机抽取相同部位的75组数据进行对比并经过简单的计算,可得2号CFB锅炉的炉管厚度及磨损厚度｡

2.1 入炉煤挥发份指标分析

入炉煤挥发份控制指标为17%~25%,而2014年1月初至2号CFB锅炉爆管前,抽查的入炉煤挥发份指标仅一次在控制范围内,其余25次均超出规定值较多且绝大部分指标在35%以上,最大值达到41.5%,超过设计最大允许值15%｡2014年12月至2015年3月,2号CFB锅炉计划检修前,大部分入炉煤挥发份指标在17%~25%之间,最大值为29.3%,超过设计最大允许值4.3%｡

2.2 入炉煤挥发份指标分析

将两次入炉煤挥发份指标对比:调整前后入炉煤挥发份指标差别较大,调整前入炉煤挥发份指标偏离控制指标多,经调整后,入炉煤挥发份已经基本在控制指标范围内｡

2.3 炉管厚度对比

2号CFB锅炉爆管后炉管厚度最小值为2.4mm,炉管厚度集中在4.2mm左右｡计划检修后测得2号CFB锅炉炉管厚度最小值为2.9mm,炉管厚度集中在4.8mm左右｡

2.4 炉管磨损厚度分析

炉管原厚度与测得厚度的差值,可以得出炉管厚度减少值,也就是炉管被磨损的厚度,该值可以直观的反映出炉管的磨损程度｡炉管磨损厚度越大,则磨损越严重｡2号CFB锅炉在爆管前的连续运行时间为158天｡而计划检修前,2号CFB锅炉的连续运行时间为157天｡在连续运行时间基本相同的情况下,入炉煤挥发份指标调整前磨损厚度最大值为3.04mm,平均磨损厚度为1.24mm｡调整后磨损厚度最大值为2.54mm,平均磨损厚度为0.64mm｡将两次停炉后炉管数据进行对比:入炉煤挥发份指标调整后,磨损厚度已明显减少,磨损情况已减小｡

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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