【案例分析】循環(huán)流化床鍋爐省煤器泄漏原因分析及采取的措施

【摘要】本文對循環(huán)流化床鍋爐頻繁泄漏原因進行了簡單分析，通過改變省煤器處煙氣工況，控制煙氣流速，改善入爐煤質(zhì)等措施。改善了省煤器的局部磨損，降低了省煤器爆管頻率，有較好的經(jīng)濟效益。

松藻煤電公司發(fā)電廠為煤礦用自備電廠。主要保證礦區(qū)的安全生產(chǎn)用電，對發(fā)電機組的可靠性有較高要求。該廠于2006年投運了無錫鍋爐廠生產(chǎn)的UG-65/3.82-M37型中溫、中壓循環(huán)流化床鍋爐（CFB）。省煤器布置在在尾部煙道過熱器系統(tǒng)后面，分上、下二組省煤器，省煤器為膜式結構，管徑為Ф32×4，錯列布置，橫向節(jié)距90mm，縱向節(jié)距45mm，平均煙氣流速6.8m/s。為防止磨損，上、下組省煤器迎煙氣沖刷第一、二排管子加裝防磨蓋板，彎頭處加裝防磨罩。燃用礦區(qū)煤矸石，燃料灰分高、硫分重、發(fā)熱量低。2012年僅因省煤器泄漏導致的非計劃性停爐就達10次，省煤器堵管率達到40%。嚴重影響了電廠及煤礦的安全經(jīng)濟運行，不得不對省煤器進行整體更換。

一、省煤器泄漏原因分析

1、省煤器磨損機理分析

省煤器泄漏的主要原因為磨損所致。影響的因素包括飛灰濃度、煙氣流速、飛灰的磨損性能等。

1.1飛灰濃度

飛灰濃度高，煙氣中含灰量多，增加了飛灰撞擊的次數(shù)，引起磨損加劇。松藻發(fā)電廠燃用的為洗選矸煤，平均灰分45%，極端情況達到50%以上。灰分增加，增加了燃料耗量，相應的飛灰濃度高，導致省煤器大面積磨損泄漏。

由于燃料粒徑大大偏離原設計值0-8mm。有時粒徑達到35mm以上（并夾雜大量煤矸石）。由于參矸量大，燃運系統(tǒng)維護跟不上。螺旋篩磨損嚴重，環(huán)錘式破碎機錘頭及篩板磨損嚴重，造成大顆粒煤炭比列增加。為穩(wěn)定燃燒，必須增加一次風量來達到良好的流化效果，致使飛灰濃度進一步加大，從而導致磨損加大。

1.2煙氣流速

煙氣流速是影響磨損的主要因素之一。相關研究表明，磨損量與煙氣流速的2.3次方成正比，煙氣流速越高這省煤器的磨損越大。發(fā)電廠省煤器處設計煙氣平均流速6.8m/s，較為合理，但因安裝工藝差，管排布置不均勻，兩側(cè)墻處間隙較大，形成局部“煙氣走廊”。使得局部煙氣流速比平均流速大3-4倍，在“煙氣走廊”磨損量比正常磨損量增大幾十倍。

二、泄漏部位分析

從省煤器泄漏次數(shù)及漏點統(tǒng)計表可以看出：

2.1側(cè)墻彎頭迎風面磨損比較嚴重。鍋爐側(cè)墻采用保溫磚砌成的，表面凹凸不平，煙氣通過間隙時產(chǎn)生紊流，且省煤器制造安裝時精度不夠，與墻體間隙大小不一，形成局部“煙氣走廊”。省煤器上層彎頭迎風面承受飛灰的直接沖刷，而且下部各層彎頭還承受煙氣中飛灰紊流對管壁的沖刷。

2.2因第一、二層加裝有防磨蓋板，能有效防止磨損。但第三、四層未裝防磨蓋板，迎風面管壁不斷接受飛灰的沖刷，管壁不斷減薄，最終導致泄漏。

2.3前后墻與側(cè)墻一樣采用保溫磚砌成的，表面凹凸不平 ，煙氣通過間隙時產(chǎn)生紊流，對省煤器管造成無規(guī)則磨損。

三、采取的措施

綜上，省煤器的磨損是導致省煤器泄漏的最主要原因。而造成省煤器管道磨損的原因卻有很多，最主要的在于煙氣中飛灰的存在，對省煤器管造成磨損，因此合理摻燒煤矸石，降低燃料總的灰量，控制燃料顆粒度，控制合理的一次風量，消除“煙氣走廊”是解決省煤器泄漏最行之有效的辦法。

3.1安裝時在管子彎頭與側(cè)墻間隙部位裝設導流保護板，有效避免彎頭處因紊流造成磨損。

3.2加大防磨力度和安裝質(zhì)量的控制。將省煤器前四層均加裝防磨蓋板。安裝時嚴格控制管排及管子與爐墻之間的間距，避免了“煙氣走廊”的形成，大大降低了磨損。

3.3合理摻燒煤矸石，將燃煤灰分控制在45%以內(nèi)，將煤與矸石摻合均勻。加強燃運系統(tǒng)的維護，增加篩分系統(tǒng)，檢修維護好破碎機，將燃料粒度控制在0-8mm。

四、采取措施后的效果

省煤器更換后采取一系列防磨措施，通過一年多的運行，未發(fā)生省煤器爆管事故，停爐后對省煤器管壁厚度進行測量，厚度均勻，未發(fā)生局部磨損。達到了預期效果。