水冷壁防磨技术规范

循环流化床锅炉水冷壁防磨技术探讨水冷壁磨损问题是困扰锅炉安全运行的主要问题,若不采取防磨措施或措施不当,水冷壁磨损将会日趋严重,爆管停炉的事故频发,严重影响电厂的安全、稳定和经济运行・。

文章探讨了循环流化床锅炉水冷壁防磨的技术措施,以期改善水冷壁管抗磨和防磨效果,尽可能地避免爆管停炉异常关键词:循环流化床；锅炉运行;爆管停炉;水冷壁磨损；防磨隔板1锅炉水冷壁防磨损的必要性目前,循环流化床锅炉使用的燃料为多配煤,灰分高且石灰石炉内脱硫,燃料烟煤含量较多，该煤种因挥发分高，容易燃烧，在炉膛下部的燃烧份额比较大, 烧该煤种,锅炉总风量相对较大,甚至有的锅炉大风量也不一定能带满负荷,风量大必然加大磨损;炉内石灰石脱硫,在目前国家环保形势比较严的情况下,钙硫比一般控制较高,进一步加大了炉内物料浓度,使磨损加大,在高风量和高物料浓度下，炉膛水冷壁管磨损成为必然锅炉水冷壁管磨损一直是锅炉普遍存在的严重问题，由于严重的磨损，甚至使一些锅炉用户的连续运行时间很难突破—两个月,是锅炉用户最为头疼的难题，它的直接危害主要表现在：（1）使管壁整体或局部减薄,形成严重的安全隐患,造成局部或大面积管壁更换,增加了工作量,并给用户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，不仅打乱了用户的正常生成秩序,还直接影响企业效益・。

水冷壁的磨损最终会导致爆管，现在运行的循环流化床锅炉机组中因水冷壁磨损泄露被迫停炉的次数占锅炉总停炉次数的40%以上，是各循环流化床锅炉用户最为头疼的难题,发生水冷壁突发性爆管事故,不仅造成紧急停炉抢修,打乱了正常的生产秩序,直接影响企业效益,因此水冷壁防磨非常必要・。

2循环流化床锅炉水冷壁磨损原理循环流化床锅炉炉膛中存在一个高浓度、沿水冷壁向下流动的边壁灰流区, 水冷壁的均匀磨损主要是由向下流动的灰粒磨损所致，大量颗粒贴壁下流，且速度越来越快、浓度越来越高・。

对循环流化床锅炉边壁灰流区内颗粒下降流速的测量结果：在炉膛上部,边壁灰流内颗粒下降流速不足2m/s ;卫然带过渡区位置附近,边壁灰流区内颗粒的下降流速高达8m/s左右实践表明：边壁灰流区内颗粒下降流速在3.0m/s 以下时，水冷壁管的磨损比较轻微;边壁灰流区内颗粒下降流速在4.5m/s以上时,水冷壁管的磨损明显加强.。

1—9#锅炉水冷壁防磨优化技术方案根据对贵司锅炉的水冷壁防磨情况的调研，和多位有丰富实战经验的锅炉工程师进行分析，提出如下优化方案：1、水冷壁防磨优化以提高锅炉设备可靠性，保障设备运行在供暖期间长周期运行为根本目标。

2、尽量保留原来有效的防磨措施，完善优化存在的问题，降低维修的成本。

3、做防磨施工前，做好水冷壁的检查，对水冷壁管进行测厚检查，对厚度不合格的采取堆焊或者换管措施。

并在典型部位的测厚做好记录，便于日后分析。

4、结合多家企业防磨施工的经验，卫燃带上部水冷壁做防磨措施总高度不低于为2米（含护瓦、防磨梁、喷涂高度）。

根据贵司水炉的使用经验，炉膛设计截面积较小，磨损相对较重的情况，建议此部位总防磨高度2-2.5米。

5、鉴于护瓦防磨的局限性，建议护瓦上沿打防磨梁，以避免磨损位置逐步上移的情况；原梳型板防磨梁建议割开鳍片连接部位，以防止梳型板的变形，同时在梳型板防磨梁上面打耐火材料防磨梁替代梳型板防磨梁。

6、关于组合超音速电弧喷涂+耐火材料防磨梁的综合防磨措施：首先在打防磨梁的位置焊好抓钉，然后做喷涂施工，完成后再做防磨梁，这样两种防磨措施互相重叠，以保证两者间的完美过渡。

防磨梁建议水冷壁管外梯形截面170mmх100mmх170mm。

7、炉膛四角防磨喷涂为两侧三根管，建议喷涂范围从卫燃带上沿喷涂至炉顶。

8、汽炉的炉膛出口部位水冷壁做喷涂处理。

9、炉膛人孔，热电偶部位做局部喷涂，建议喷涂面积覆盖周边300mm距离。

4#炉炉膛中上部膜式壁拼接焊缝做喷涂处理，建议焊缝上下300mm高度。

各炉优化方案如下表：备注：各炉现有防磨护瓦高度不定，建议整体防护高度2-2.5米，喷涂高度以实际为准，上表暂以喷涂1米高度为例。

根据经验，所有防磨梁上部喷涂最低高度400-500mm。

黑龙江鸡东热电有限公司C F B75t/h水冷壁防磨措施方案建议黑龙江中盟鸡东热电有限公司邢继国黑龙江中盟鸡东热电有限公司张海盛黑龙江中盟鸡东热电有限公司张立双关键词：循环流化床锅炉受热面磨损分析防磨改造摘要：本文详细介绍了鸡东热电厂75t/h 循环流化床锅炉受热面的磨损情况，且简要分析了原因，介绍了一些防范措施。

一、现状黑龙江鸡东热电有限公司装备4台哈锅制造C F B75t/h循环流化床锅炉，2003年投入运行。

存在问题：炉膛内水冷壁前后墙自浇注料与水冷壁过渡区向上加焊的护瓦累加已至1.2米，此上出现大面积的严重磨损，高度约2米，在停炉检修时采用焊补堆焊的方式补救，工作量十分繁重，新管三年后磨损管壁厚度为2.7~2.8mm。

二、现普遍采用的防磨措施针对循环流化床锅炉磨损的重灾区域——卫燃带的磨损，各锅炉使用单位均采用了不同的防磨措施。

普遍使用的是将浇注料与水冷壁接触部位的水冷壁管由“直管式”改为“弯管式”（或叫让管式），目前新锅炉出厂设计就是让管式，让管也确实根治了原来非让管式时浇注料平台造成的“涡流”磨损的祸患。

另外就是在让管以上一定的水冷壁高度范围内采用电弧喷涂来减少快速下滑的燃烧颗粒对卫燃带处的整体磨损。

这样以来，两种防磨措施的结合使用，能够很好的延长了锅炉的防磨运行周期。

但是，电弧喷涂防磨施工，有着严格的工艺技术标准，且施工难度大。

首先喷砂前要确保管壁间鳍片焊缝打磨平整，管壁或鳍片磨损的部位要求焊补后打磨平整，确保无明显的“凸”焊点，因为有焊点“凸”出就极易造成局部水冷壁管的磨损加剧（由于焊材与基材材质的差异，在同样的界面上磨损的程度是不一样的），引发爆管事故的发生。

喷砂要求细致严密，不留盲点，以确保原有喷涂层不剥皮、脱落。

其次，在喷涂层上部30cm—40cm位置，喷涂时要依次减少喷涂遍数，以达到平滑过渡，防止运行中出现新的小平台造成新的“涡流”磨损。

在下一个防磨周期，再进行电弧喷涂防磨时，由于新老喷涂丝材材质有异且不易喷砂等原因影响，新老喷涂层很难结合，极易造成剥皮脱落现象的发生，往往重复采用电弧喷涂防磨的循环流化床锅炉，防磨效果均不甚理想，另外电弧喷涂施工还存在受天气湿度影响施工质量，对局部磨损严重部位电弧喷涂尚无能为力，因为喷涂层一旦过厚就会爆皮脱落，还有就是电弧喷涂施工环境恶劣、工艺复杂、施工周期长，每次均投资较大等诸多不利。

1#炉水冷壁喷涂技术要求本厂1#锅炉采用循环流化床锅炉。

它为单汽包、自然循环、集中下降管，П形布置的燃煤循环流化床锅炉，全钢构架。

炉膛为膜式水冷壁悬吊的封闭结构，左右两个高温汽冷旋风筒位于炉膛出口和尾部竖井烟道之间，旋风筒采用膜式汽冷管结构，管内的流动介质为汽包出来的饱和蒸汽，旋风筒采用支撑结构。

旋风筒出口水平烟道，尾部包覆过热器采用悬吊封闭结构。

高温过热器、低温过热器通过支块挂搁在包覆过热器上。

省煤器和空气预热器依次布置在尾部竖井烟道之中，并采用支撑结构。

本次针对过热屏变形碳化严重进行更换，更换时拆除左侧水冷壁（炉膛内浇注料上1米以上长5米），停炉检查发现水冷壁局部磨损严重，尤其是浇注料以上1.5米处的焊缝附近及原喷涂接口处（原喷涂范围在浇注料上2米内）。

水冷壁管壁的磨损是与气流中固体物料浓度、烟气速度、颗粒的特性硬度和流道几何形状等密切相关。

研究表明，冲刷磨损量大约与气流速度的3.6次方成正比。

而在循环流化床锅炉中，固体物料的浓度巨大，通常可达煤粉炉的几十倍到上百倍，并且烟气流速大，颗粒硬且棱角尖锐，因而在高速烟气的带动下，对循环流化床锅炉水冷壁等受热面部位的冲刷磨损极为严重；尤其在炉膛浇注料上部水冷壁部位，由于位处密相区边缘区，不但受到严重的高速高浓度含床料、燃料气流的强烈冲刷、磨损，而且存在严重的涡流效应、切割效应和离心作用。

涡流效应在炉膛四角部位，由于该处形成边壁流，物料汇集此处较多，且由于固体颗粒的惯性作用，局部磨损作用尤为明显，而切割效应体现在防护墙根部水冷壁处，其原因是由于浇注料的顶部提供了一个平台，当固体颗粒以较高的速度下降到该平台时流向发生变化，对水冷壁管侧进行直接冲刷磨损。

在循环流化床锅炉运行中，炉内边界层固体颗粒主要以沿水冷壁下滑运行为主。

目前国内运行的循环流化床锅炉密相区出口区域主要采取的防磨措施为进行金属喷涂，先采取二次喷砂工艺对防磨部位进行表面糙化，即先用石英砂对表面进行清洁，再用金刚砂对管子表面进行糙化处理；采用超音速电弧喷涂技术，并选用硬度特别高、耐冲刷磨损性能优异，同时具备抗高温氧化和热腐蚀性能良好的HDS-88A金属合金丝材制作涂层，涂层表面用KM型高温耐磨防腐专用封孔剂进行封孔，交界面设置过渡区域，宽度为100-150mm，做到平滑过渡，由此制得的复合涂层进行防护，能满足防磨要求。

QB水冷壁技术标准黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司发布目次前言 (1)1 范围 (1)2 引用文件和资料 (1)3 概述 (1)4 设备参数 (1)5 运行参数 (3)6 检修参数 (4)7 零部件清册 (4)前言为实现企业设备技术管理工作规范化、程序化、标准化，制定本标准。

本标准由（企业提出部门名称）提出。

本标准由维护部归口并负责解释。

本标准起草单位：设备管理部本标准主要起草人：闫长友赵国志本标准是首次发布。

水冷壁技术标准1 范围本标准规定了水冷壁的概述、设备参数、运行参数、检修参数、零部件清册等相关的技术标准。

本标准适用于黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司水冷壁的技术管理工作。

2 引用文件和资料下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

HG-1025/型亚临界压力一次中间再热自然循环汽包锅炉说明书哈尔滨锅炉厂3 概述在锅筒底端设置了4根φ457×45集中下降管, 由下降管底端的分配集箱接出72根φ159×18的分散引入管,进入φ273×45的水冷壁下集箱。

炉膛四周是全焊式膜式水冷壁,水冷壁管径为φ×7, 节距S=76.2mm，后水经折焰角后抽出33根管作为后水冷壁吊挂管，管径为φ76×12。

水冷壁延伸侧墙及水冷壁对流排管的管径为φ76×9。

为保证亚临界压力锅炉水循环可靠性，根据几何特性将水冷壁分成28个回路，前后墙6个回路，两侧8个回路，水冷壁计算回路共50个。

精确水循环计算，从冷灰斗拐点以上3m折焰角处，以及上炉膛中辐射再热器区未被再热器覆盖的前墙和侧水冷壁管采用内螺纹管（其余部分为光管）５运行参数(略)７零部件清册。

生物质CFB 锅炉防磨防腐技术规X生物质燃料循环流化床锅炉，因其锅炉烟气比常规锅炉烟气含有更多的钾、钠等活泼金属，含有更多的氯离子，其腐蚀程度比常规锅炉更为严重了；同时受到含尘烟气的冲刷磨损，故而管壁极易因腐蚀磨损而快速减薄。

为确保机组安全、稳定、长周期经济运行，采取防护措施是十分必要的。

根据我公司多年来从事该行业的实际施工经验，并根据贵公司锅炉运行的具体情况、工艺参数、结构特点，经本公司工程技术人员认真分析，对上述设备进行防腐防磨技术设计采用本技术进行防护能获得良好的效果，可大大延长设备使用寿命。

一、失效分析1、炉膛水冷壁炉膛水冷壁等受热面部位失效的主要原因是含尘气流冲蚀和碱性介质的热腐蚀、高温氧化。

磨损主要与烟气流速、烟气含尘量及含尘介质性质有关，据有关研究资料表明，磨损量与气流速度的3.6次方成正比。

炉膛内烟速高、含尘量大，且存在对浇注料平台的涡流效应和切割效应，因而磨损严重。

同时由于贵公司锅炉以稻壳、有机肥料为主要燃料，其灰分中含有钾、钠等金属氧化物，对锅炉管产生腐蚀，而且锅炉水冷壁具备了典型的热腐蚀条件，实践证明，在300～500℃X围，管外表温度每升高50℃，腐蚀速度增加1倍。

锅炉在运行过程中管壁外表首先产生高温氧化生成Fe2O3，其次是灰份中的金属氧化物附于管外表，生成金属盐等复合物，此复合物呈疏松状，经燃烧中含尘气流的不断冲刷、脱落、再生成、再脱落，使水冷壁管逐渐变薄而腐蚀。

受此双重破坏作用，水冷管壁逐渐变薄，以致爆漏失效。

2、过热器2.1过热器部位工作烟温较高，管内工质为蒸汽，它是最易发生高温腐蚀的部件，垃圾炉过热器的腐蚀是一个连续进行的过程，致腐物源源不断的补充到腐蚀前沿进行化学反应。

过热器投入运行后，被覆盖一层初始积灰层，属于化学作用的附着而非单纯的机械附着。

锦润性附着内层除含金属氧化物外，主要由凝聚和沉积在管壁表面上的高浓度的碱、碱土类、重金属的氯化物和硫酸盐类组成的初始积灰层，沉积过程中形成各种类型的低熔点复合物以液相状态存在，成为熔池层。

水冷壁管防腐蚀防磨损喷涂技术协议锅炉是WGZ240/9.8-2型高压锅炉，锅炉为单炉膛，炉膛四周布满膜式水冷壁，炉膛宽度（两侧水冷壁中心线间距）7600mm，四角布置直流式燃烧器，切圆燃烧煤粉炉。

需要对高温腐蚀及磨损严重部位进行超音速电弧喷涂耐磨损耐腐蚀合金材料，具体技术要求如下：一、喷涂范围：#X炉三次风喷口至下二次风喷口之间约X.8m高的水冷壁管及燃烧器周围的水冷壁管约84㎡左右，具体面积需根据实际施工面积计算。

二、喷涂质量技术要求：1、乙方应有水冷壁喷涂效果良好的业绩。

2、乙方应根据防高温腐蚀的目的，制定出详尽的设计方案，并论述该方案的设计思路和技术特点；X、乙方所设计方案应保证电厂在现有条件下，安全使用6年，6年内喷涂层不脱落（双方共同检测），安全使用的最低要求是每年检修测量。

4、所选用喷涂材料为45CT（国产），所用材料必须有检测合格证，并经过现场检测合格。

5、乙方所进行的喷涂要达到以下技术指标：孔隙率≤0.9﹪，喷涂质点速度：≥X80m/s，粒子沉积率：≥95﹪，结合强度不低于60MPa，硬度：≥HRC50，45CT 涂层厚度（封孔前测量）：0.5±0.05㎜，封闭层厚度0.1mm。

喷涂时控制基体温度不超过120℃。

喷涂后投入使用涂层年减薄量≤0.1mm。

6、表面预处理按照GB11X7X-89《热喷涂金属件表面预处理通则》进行，涂层表面要致密、均匀，涂层不允许有起皮、鼓包、颗粒粗大、裂纹、掉块、漏喷及其它影响涂层使用的缺陷。

防止在喷涂过程中产生局部温度过高，防止喷涂热变形；在每个施工区域或每天施工区域交界处应设计出过渡层，在过渡层处涂层厚度由厚到薄设明显标记。

涂层与水冷壁管的过渡区域平滑过渡,无明显凸台现象。

喷砂前，对非有效表面采用遮蔽带、硬木板或橡胶等物进行遮蔽保护。

并预留过渡区域，以保证涂层边缘光滑过渡。

在过渡区内涂层由厚到薄应均匀过渡(过渡区域范围1OOmm).7、喷涂面积：喷涂面积为管子实际表面积，包括鳍片面积。

火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查及预防措施近年来，火电厂锅炉爆炸事件屡屡发生，给生产安全带来了巨大风险。

锅炉作为火电厂的核心设备，其安全问题必须得到保证。

而锅炉的“四管”（水冷壁、过热管、再热管、汽包管）是锅炉的核心部件，也是最容易出现问题的部位。

因此，对于锅炉的“四管”，进行防磨、防爆检查及预防非常必要。

一、水冷壁的防磨1、水冷壁外部的处理水冷壁在使用过程中，会因为灰渣和冷却水的作用而产生磨损。

为了避免磨损导致的危险，必须对其进行防护。

一般情况下，可以对水冷壁外部进行处理，使其具有防磨性能。

具体的处理方式有涂层处理、堆焊等。

2、清洗内部结垢物质在使用过程中，水冷壁表面可能会形成结垢物质。

这些物质会降低水冷壁的散热效率，导致水冷壁的温度升高。

因此，必须定期对其进行清洗。

清洗时，应该采用专门的清洗设备，避免对水冷壁造成损伤。

3、定期检查水冷壁的防磨检查应该定期进行。

检查内容包括水冷壁外观、防磨涂层等情况，以及水冷壁内部的结构、损伤等情况。

通过定期检查，可以及时发现问题，避免危险的发生。

二、过热管的防磨1、表面处理过热管表面的处理应该根据所用材料的不同而有所区别。

对于碳钢管，可以采用氧化法，将氧化膜形成在管道表面上。

对于不锈钢管，可以采用电化学抛光法，使其表面更加光滑。

2、减少压力波动幅度过热管在使用过程中，可能会因为压力波动幅度较大而造成损伤。

因此，在使用过程中，应该采取措施减少压力波动幅度。

具体措施包括增加燃烧器数量、安装减震器等。

再热管在使用过程中，内部可能会形成结垢物质。

这些物质会影响管道的传热效率，导致管道温度升高。

因此，必须定期清理内部结垢物质。

2、维护弹性支座性能再热管在使用过程中，受到温度和压力的影响，可能会出现位移。

为了避免管道碰撞和摩擦，必须保证弹性支座的性能正常。

同时，为了保证弹性支座的使用寿命，应该选择合适的材料作为支撑点。

1、选择合适的材料汽包管在使用过程中，要承受高温高压的冲击。

动力车间2#锅炉水冷壁防磨合金喷涂方案编制：动力车间技术组审核：审定：批准：2013．12．10一、2#锅炉水冷壁测厚情况概述1、供热装置2#锅炉水冷壁管材质为20g，规格为φ60×5，共计数量408根，其中前、后墙各132根，左、右墙各70根，四角各1根，本次水冷壁管易冲刷部位进行了壁厚抽检，壁厚检测数据见附表：1、经测量发现水冷壁管在让弯以上出现明显减薄，平均壁厚为4mm 左右，局部减薄至4.0mm，在水冷壁四个转角处壁厚最薄的仅3mm，左墙与后墙夹角处顺数第三根发生爆管；2、水冷壁管在安装时根据设计在卫燃带浇注料往上高度500mm内进行了喷涂，在此区域内因有防磨喷涂，磨损较轻，减薄小于0.2mm；3、1#、2#锅炉运行已近3年，长期在140t/h左右低负荷运行，去年大修时对水冷壁测厚未发现明显减薄现象。

2013年下半年根据天华生产需要对锅炉提高负荷运行，因仅在安装期进行500mm高度耐磨喷涂，投运至今没有再进行增加高度面积的防磨喷涂，在高负荷灰浓度较大情况下，飞灰冲刷磨损造成水冷壁管壁减薄加剧；4、水冷壁耐磨合金喷涂后使用1—2年后根据磨损情况需重新进行喷涂。

通过本次测厚检查，建议根据磨损部位，重新对锅炉水冷壁进行增加高度面积的耐磨合金喷涂，以防止水冷壁管持续减薄，造成爆管停产甚至必须大面积换管而产生巨大费用。

二、水冷壁冲刷磨损主要原因分析1、在循环流化床炉膛水冷壁附近存在高浓度的下行物料流，当贴壁下行物料流被卫燃带上沿阻挡而转变方向后，被炉内密相区上升气流和物料托起形成涡流，涡流改变下降物料的原有运动方向，加大了颗粒与管壁表面的冲击角度；同时涡流滞留了部分灰颗粒，从而增加了局部物料浓度，这样加剧了对金属表面的磨损；2、在炉膛四角部区域物料浓度更大，流速更大，对金属冲击磨损概率更大，因而磨损更加严重，对四角管壁损害更严重，易发生爆管；3、磨损根据其下落速度、灰浓度及颗粒度粗细情况而不同。

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