200MW机组锅炉前包墙过热器防磨技术改进

摘要：对200MW机组锅炉前包墙过热器受热面在运行、检修中所出现磨损问题进行了技术分析，并采取防磨措施和技术革新改造，有效减缓锅炉前包墙过热器的磨损速度，提高锅炉的燃烧效率和热效率，从而保证锅炉安全稳定运行。

关键词：前包墙；过热器；磨损；高温耐磨胶泥

1 前言

公司现有6台超高压大容量一次中间再热自然循环蒸汽锅炉。由于煤炭市场供应紧张，入炉煤与设计煤种偏差大，飞灰磨损加剧。在锅炉运行、检修和维护中发现前包墙过热器冲刷和磨损非常严重，严重影响安全及经济运行。针对锅炉前包墙过热器磨损严重问题进行了不断的探索、研究和分析，对易受磨损的部位采取了一系列的防磨措施和技术革新改造。目前经防磨处理和技术革新改造的锅炉生产正常，各项经济技术指标基本达到设计要求。

2 前包墙过热器磨损原因分析

饱和蒸汽由18根φ133×13、#20g管从汽包的斜上方引入顶棚过热器入口联箱，经顶棚过热器前部至顶棚中间联箱后分两路，其中一路从顶棚中间联箱下来，错列布置成拉稀管至前包墙下联箱，称为前包墙过热器。

2.1 前包墙过热器漏泄统计

前包墙过热器共计135根管，节距为100mm，1、2号炉采用ф51х5.5mm；3、4、5、6号炉采用ф51х6mm的20g钢管制造。处于炉膛出口的高温烟气区域气流不稳定，飞灰浓度高，工作环境恶劣。

2.2 前包墙过热器磨损统计

5号炉于2007年8月投产，由于时间紧，前包墙管未做防磨措施，到2008年4月小修期间，本体班进行前包墙管检查时发现超标管段达71根，最严重管段壁厚仅仅2mm。短短8个月时间，4mm磨损量给设备带来一定的安全隐患。

2.3 前包墙过热器磨损要因确认

2.3.1 煤质差

由于煤炭市场供应紧张，入炉煤与设计煤种偏差大，飞灰磨损加剧。

2.3.2 形成烟气走廊

前包墙过热器产生烟气走廊的位置主要在甲、乙两侧管子与侧包墙过热器连接处，是由于炉前再热器管排与侧墙间隙大产生的。此位置是检查工作的重点，前包墙及侧包墙管极易发生磨损超标。

2.3.3 联箱耐火料脱落

由于安装质量不到位、未预留膨胀间隙，耐火料脱落，出现缝隙，产生局部涡流，造成受热面局部磨损。发生局部磨损的地方烟气流速增大，可比平均流速高3-4倍，引起的局部磨损量可增大几十倍。

2.3.4 盖板质量差结合不严密

为追求利益最大化，以差充好，降低质量要求，部分盖板厚度不够；当锅炉运行一段时间后，部分焊接固定点开焊，起不到防护作用；盖板安装质量不到位，盖板与管壁形成较大间隙；厂家由于加工工艺落后，弯盖板制作不符合安装标准，进一步形成烟气走廊加剧磨损。

3 前包墙过热器防磨的传统措施

3.1联箱上浇注耐火料

在联箱上浇注耐火料做成13米长的一个整体，虽然起到一定防磨效果，但由于膨胀系数不一致易开裂脱落，长时间运行联箱耐火料部分与管子结合位置存在开裂缝隙，形成涡流，受热面磨损加剧。

3.2加装阻流板

加装阻流板是传统常用的防磨方法，在易产生侧包墙管磨损处加装200mm宽阻流板，位置在两管子鳍片中间。加装阻流板是针对特殊位置，具有局限性。

3.3加装盖板

加装盖板是最传统的防磨方法，防磨性能很好，但有其局限性：（1）大量的盖板影响锅炉热效率；（2）加装盖板的部位受空间限制；（3）由于烟气温度高造成盖板和前包墙过热器的工作温差较大，热膨胀不一致，经过数次点停炉后大部分盖板脱焊、翘起、变形严重，大部分盖板失效。（4）盖板变形后易形成烟气走廊，加快了前包墙过热器的局部磨损，还造成烟温偏差。（5）每次小修都要重新更换盖板，由于盖板需采用高合金钢，成本高。

4 防磨措施的改进

4.1高温耐磨胶泥的性能及特点

高温耐磨胶泥主要由低温易烧结超细微陶瓷粉、超硬陶瓷颗粒及与之反应的高温胶联剂等成分组成称为CT系列材料。高温耐磨胶泥经室温固化后随烟气温度的升高，发生硅烷羟基缩合反应而与管材产生较大的粘附力，同时陶瓷微粉之间相互反应形成坚硬、致密的高温耐磨胶泥涂层。微烧结形成陶瓷结构增强了涂层的致密性和硬度，高温耐磨胶泥中粒径较大的抗磨硬质粒子可提高抗飞灰的冲蚀性。

4.2高温耐磨胶泥主要性能指标

高温耐磨涂层在高温区呈陶瓷状态、硬度高，是很好的前包墙过热器防磨材料。

4.3施工工艺

高温耐磨胶泥的施工工艺简单，适合对前包墙过热器进行大面积喷涂。

4.3.1表面清理

清除锅炉前包墙过热器受热面表面的浮灰和灰垢；用压缩空气对所处理的表面进行喷砂处理，清除其表面的氧化物、浮灰、结垢、铁锈和异物等。

4.3.2焊接钢板网

对于大面积施工，应先将钢板网焊接在钢板表面上作为骨架材料，提高涂层与钢板的结合强度及涂层的整体性。钢板网与钢板应焊接贴实，不能有翘起。

4.3.3涂覆涂料

将涂料均匀的涂抹到钢板上，捣打贴实，保证钢板网在涂料内部，不能漏出。涂料可涂抹于垂直或吊顶的工作面上。

4.3.4自检

施工完成后对高温耐磨胶泥进行检查。涂层表面应光滑、致密，不能有开裂现象，涂层厚度应达标。对不合格处应重新进行处理。

4.4 高温耐磨胶泥与传统防磨措施的比较

4.4.1 技术性能比较

（1）高温耐磨胶泥与传统的加装盖板防磨相比，不会发生盖板脱焊、翘起、变形等问题，且性能稳定、施工简便。对前包墙过热器的易磨损部位采用喷涂法要比加装盖板、阻流板容易得多。

（2）高温耐磨胶泥喷涂工艺，能够保证涂层表面均匀、光滑、致密，在运行过程中不会产生涂层脱落现象，使前包墻过热器部位烟气速度分布均匀，有效防止了烟气走廊的产生。

（3）喷涂高温耐磨胶泥避免了因盖板变形、翘起发生的积灰问题，减少了锅炉的通风阻力，提高了前包墙过热器的换热性能和锅炉的效率。

4.4.2 经济性能比较

直接经济效益：每次四管漏泄造成机组“非停”抢修时间按3天计算，集团公司将考核公司电量以每台机组为例每小时按两万元估算：

（1）非停一次经济损失：3天×24小时×2万元=144万元

（2）停炉期间损失电量：200MW ×24小时×3天 =1440万千瓦

（3）抢修一次人工费用：20人×3天×120元/人/天=0.72万元，材料费用：一根包墙过热器管段400元

（4）直接减少经济损失：144+0.72+138.24=282.96万元

间接经济效益：前包墙过热器进行防磨改进所带来的间接经济效益是长远而且巨大的，主要体现在盖板防磨费用计算：包墙过热器管直管67根，弯管68根，每根直白钢盖板450元/米（含加工费），每根弯白钢盖板700元/米（含加工费），按防磨长度1.5m计算，每次小修更新盖板的材料费需要67×450×1.5+68×700×1.5=11.6625万元。而防磨胶泥价格每平米980元，喷涂面积0.051×3.14÷2×1.5×135=16.2/m2，喷涂价格总记16.2×980=1.5876万元，节约资金11.6625-1.5876=10.0749万元，且大修周期内再无其它检修费用。

5 结论

公司在大修期间对5号炉前包墙过热器进行喷涂高温耐磨胶泥的试验获得成功，随即对其余炉前包墙过热器进行防磨喷涂。经过运行表明其防磨效果很好，防磨胶泥涂层和前包墙过热器均完好无损，涂层表面均匀、光滑、致密，未见脱落现象。对于前包墙过热器采用高温耐磨胶泥的防磨措施是可靠的、工艺是可行的，达到了防止前包墙过热器管段磨损目的，保证锅炉安全稳定运行。

作者简介：

高锋，（1985- ），男，助理工程师，从事发电厂锅炉检修工作。