kuangwei-四川白马循环流化床示范电站防磨介绍

①
②
③
④
⑤
⑥
130 30 40 60
150 90
180 130
200 150
扩展水冷壁磨损高度
扩展水冷壁前后两侧的磨损高度也不一致， 是因其前后侧耐火材料的宽度不一致造成 的（按照设计，两侧宽度应该一致，但在 耐火材料施工时，因管道不规则造成前后 侧宽度不一）
扩展水冷壁各个管道的磨损程度也不相同， 靠近侧墙的管道磨损最严重，边上管道磨 损最轻（个别管屏有例外情况）。由此， 只要解决好耐火材料交界处的局部集中磨 损，就可以在很大程度上提高水冷壁管道 的可靠性。 二．水冷壁防磨改造方案 （1）白马工程结合现场实际情况，多次与 CFB资深专家及相关科研单位，就消除水冷 壁磨损问题进行了大量的研讨工作，得到 的结论是：
• （2）造成此现象，分析认为：缓冲台阶上 的物料在近950℃的高温下，其堆积高度低 于常温下的堆积高度；同时，炉膛的贴壁 流在下行到缓冲台阶时流速很大，冲击堆 积在缓冲台阶上的床料使其堆积高度更低， 其流动方向也发生改变，在其流动方向发 生改变时，会造成水冷壁的磨损，同时因 贴壁流高速冲击缓冲物料也造成管道的磨 损。 从历次检查结果看，该标高区域炉膛 四周及扩展水冷壁管道存在以下规律：所 有磨损区域呈椭圆形，单管磨损面积大约 在12cm2，扩展水冷壁的磨损高度不等，但 存在逐级降低的趋势。如下图所示。
• （1）法国ALSTOM公司所设计的300MW CFB锅炉采用双裤衩腿结构，在标高16.1m 以下区域，全部铺设耐火材料。按照 ALSTOM设计，对锅炉标高16.1m处的耐磨 耐火材料采用宽台阶（宽度250mm）在耐火 材料交界处堆积一定数量的床料，以对炉 膛四周从上到下的贴壁流进行缓冲，从而 降低对水冷壁管道的磨损。但在实际运行 中发现，当锅炉停运后，炉膛四周的缓冲 台阶上物料堆积高度为约170mm，但四周管 道的磨损区域中心高度在130mm左右，且磨 损十分严重。
四川白马循环流化床示范 电站有限责任公司
锅炉水冷壁防磨方案
• 锅炉水冷壁防磨介绍 • 一．锅炉水冷壁运行概况 本锅炉自2005年12月30日投运以来，水冷壁相 继发生多次泄漏和爆管事故，其中大部分 发生在炉膛下部耐火材料与水冷壁交界处， 仅1次发生在扩展水冷壁的顶部，导致了机 组多次非停并严重影响到机组的正常运行。 通过对锅炉多次全面检查、测量厚度，发 现锅炉水冷壁的磨损区域主要集中在16.1m 标高区域。 水冷壁的磨损部位原因分析：
• 如果不进行设备改造，白马工程当时所面 临的水冷壁磨损是非常难以解决的问题。 在这种情况下，决定采用让管的方式进行 水冷壁的防磨，将原管道的磨损区域用耐 磨性能高的耐磨耐火材料代替。为避免因 水冷壁改为弯管而造成炉内工况的变化， 在将管道更换为弯管后，耐磨耐火材料的 形状仍旧恢复为原设计形状。 • （2）为了检查让管措施的防磨效果以及有 哪些不良影响，白马工程首先对炉膛四角 的管道进行了让管改造试验，每角13根，
二是将扩展水冷壁靠侧墙侧两根管道由 Φ63.5×6.5更换为Φ63.5×11.3的厚壁管道 （新增耐火材料上300mm），管道内壁采 用5°倒角以平滑过渡，此两项改进如下 图所示。
厚壁管
此处留 28.5mm间隙
• 另：就扩展水冷壁，向ALSTOM建议采用 厚壁管加保护罩的防磨方式，定期更换保 护罩，如下图所示。A方认为可行，主要存 在保护罩的固定问题，现可以暂时不考虑， 先更换为厚壁管观察磨损规律再根据实际 情况确定。据A方计算，更换厚壁管道后， 使用寿命为2年（按现有工况理论估算）， 即每隔两年更换一次厚壁管道。
保护罩
• 三．水冷壁防磨改造后运行情况介绍： 2007年B修对水冷壁“让管”全部改造后。从 运行的角度，也加强了以下几方面的调节： 1、在运行配风方面，白马工程技术人员通过 反复试验比较，改变一、二次风配比，在 高负荷时将一次风量进行了限制，一次风 量限制值从原来的189000Nm3/h降低至 167000Nm3/h，其余燃烧风量由二次风量 进行补充，降低了密相区流化风速，减缓 了磨损速度。 2、维持较高的上部压差，在150MW负荷以下， 上部压差在0.5KPa，额定负荷时，上部压 差控制在1KPa，保证炉膛内物料充满度， 改善炉膛的换热条件。
到锅炉炉膛耐火材料重量加上管道重量近 1000吨，为尽可能地减少让管改造后的弯管 对锅炉承载的影响，对让管所使用的弯管 进行特殊设计，采用厚壁管及小弯曲角度， 制作成特殊的弯管以增加弯管的强度。
炉膛四wk.baidu.com的水冷壁管道全部进行“让管”改 造，如下图所示。
扩展水冷壁采取两个防磨措施：
一是在现有耐火材料高度基础上，再增加 300mm、宽50mm的耐火材料；
• 共计52根。对没有进行改造的管道，进行了 堆焊处理。经运行近6个月后检查，发现采 用让管措施的防磨效果很好，管道没有发 现磨损区域，耐火材料表面也没有发现明 显的磨损迹象。但堆焊的管道效果不理想， 特别是扩展水冷壁及后墙的部分管道，已 经进行了多次堆焊，防磨效果很不理想。 同时，管道在经过多次堆焊后，容易出现 裂纹等缺陷，造成水冷壁管道可靠性降低。 因此，锅炉水冷壁采用让管结构，是最合 理、有效的防磨措施。决定对炉膛四周的 管道全部进行让管改造。考虑
• 进行以上设备改造及运行配风优化后，锅 炉运行的安全可靠性和经济性得到很大提 高。去年入冬以来，四川地区来煤紧张、 煤质差，煤中含有大量的坚石、顽石，机 组平均煤质平均灰分高达50%，低位发热量 最低仅有8000～9000 KJ/Kg，平均发热量 12000 KJ/Kg，锅炉4条给煤线长期满出力运 行下都只能带200～220MW发电负荷，在这 种运行环境下，机组仍保持了在不投油的 状态下安全稳定运行。2007年3月15日凌晨, 白马公司1X300MWCFB锅炉实现连续安全 运行155天,突破了该等级锅炉连续运行的国 内新记录。
3、炉膛中下部床温控制在890℃～920℃，保 证炉膛温度的均一性，防止床温大幅度波 动。 4、完善一次风门的调节性能，控制合理床压， 避免翻床对水冷壁造成磨损。
利用让管技术改造水冷壁，有效地减轻水冷 壁管的磨损，使锅炉运行周期由原来70多天 延长到200天以上。
• 下图为07年与08年磨损情况统计。