受熱面

自然式循環鍋爐受熱面的防磨防爆治理，即從水冷壁、省煤器以及過熱器運行過程可能出現的磨損與爆炸問題出發，在掌握故障危險產生原因的情況下，找出最具效用的治理策略，來提高自然式循環鍋爐運行使用的安全穩定性。

自然循環鍋爐，以其運行穩定特點，服務於所處的工業市場環境。然而，大多自然循環式鍋爐會在運行過程出現不同程度的變形、結垢以及爆管等故障現象，這就嚴重影響了電站鍋爐設備的正常使用與運行安全效果。為此，鍋爐檢修人員應在明確自然循環鍋爐設備損壞部位及原因的情況下，實現企業進行生產活動的可靠性。這是保證自然循環鍋爐設備設置運行穩定效果的關鍵，檢修人員要將其充分重視起來，以降低電站鍋爐的運行控制成本。

（1）水冷壁

爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損原因：一是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區域產生流動方向的改變，因而對水冷壁產生沖刷；另一個原因是在過渡區域內由於沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運動方向相反，因而在局部產生渦旋流。爐膛四個角落區域管壁的磨損原因是角落區域內沿壁面向下流動的固體物料濃度比較高，同時流動狀況也受到破壞。不規則區域管壁（如穿牆管、爐牆開孔處的彎管、管壁上的焊縫、熱電偶）的磨損原因主要是不規則管壁對局部的流動特性造成較大的擾動。燃燒室頂部水冷壁磨損的原因主要是由於氣固流在離開爐膛時在爐頂區域轉彎，產生離心作用，將大顆粒物料甩向爐頂而造成的。

（2）省煤器

與過熱器磨損因素相似，包括氣流速度、分離器布置位置、分離效率、煤成灰特性和省煤器型式。設計上考慮不周，煙氣速度取得過高。飛灰濃度增大，衝擊次數增加，磨損加劇，燃多灰分的煤磨損嚴重。安裝時出現誤差，存在煙氣走廊，使局部流速過高。分離器運行效率達不到設計值，如分離器切向進口風速過高，灰塵顆粒二次夾帶嚴重，使分離效率降低。密相區部分吸熱量過少導致鍋爐在運行中床溫過高，可達1000℃以上，極易造成結焦。為防止結焦發生，運行中只有採取大風量來降低床溫使其保持在 900~950℃之間，由此帶來尾部受熱面煙速增加，磨損加快。

（3）過熱器

過熱器管磨損主要發生在下列部位：管子迎風面；底部彎頭處；兩側煙氣走廊處。設計上考慮不周，過熱器煙氣流速過高。安裝時出現誤差，存在煙氣走廊。分離器的布置位置，分離器與過熱器相對位置不同，則進過熱器的煙氣流中的粉塵濃度就不同，而磨損是與煙氣中粉塵濃度成正比的。分離器的分離效率的高低決定了分離器前後區域煙氣流中粉塵的濃度和粒度大小分佈。分離效率高則煙氣流中粉塵濃度低、粒度小，而磨損是與粉塵濃度和粒度密切相關的。煤的成灰特性決定了床料的特性：粒度大小、粉塵濃度大小和硬度數值。磨損是與粉塵濃度、粒度、硬度成正比的。氣流速度是影響受熱面磨損最重要、決定性的因素。氣流速度高，磨損急劇加快。

以貴州地區某自然循環鍋爐設備過程採用的安全性措施為例，分別針對冷水壁、省煤器以及過熱器進行了優化控制。

（1）對於水冷壁的防磨措施，應採用焊防磨板，即在耐火防磨交界處管子上焊一定長度和厚度的防磨金屬板。在交界處以上的管子表面焊橫電力建設向或縱向肋片，能確保一個大修期運行。加耐火防磨橫樑，即在耐火防磨層與水冷壁交界面之上一定距離加上、下兩根耐火防磨橫樑，能在一定程度上減輕磨損。耐火層與膜式水冷壁交界面採用傾斜的形式，能大大減少粒子向水冷壁管的衝擊，磨損有所緩解。讓管防磨技術，燃燒室口、孔讓管向外讓，而不向燃燒室內讓。消除交接台階，保證爐內無突出部分。管子焊縫焊完后打磨平滑。頂部水冷壁敷設耐火防磨層。對大容量CFB 還可以加大煙氣出口窗中心與爐頂高度來減輕磨損。

（2）消除省煤器區的煙氣走廊。①可在煙氣走廊上設置加隔板；②將省煤器彎頭部分伸入牆內。省煤器上幾排管的防磨可採用護瓦來防止。也可在省煤器前加 2~3 排假省煤器管來阻擋磨損，定期更換假省煤器管即可。採用膜式省煤器或螺旋鰭片式省煤器。單鍋筒縱置式爐型的安全性改造，應將由進水管引出的支管Ⅰ和支管Ⅱ水流強制灌入左右水冷壁管，以進行其等量分配操作。

（3）為減少煙氣中的灰塵濃度，減輕煙氣對分離器後部受熱面的磨損，電站鍋爐檢修人員應採用分離效率高的分離裝置。設計時應選擇合理的煙速。磨損與煙速的3~4 次方成正比。對布置在分離器前面的過熱器，煙速取 6~7m/s 對布置在分離器後面的過熱器，煙速取 8~10m/s。灰分高的煤取低值，反之取高值。降低速度場和飛灰濃度場的不均勻性，盡量保持其流動的均勻性。管束盡量採用順列布置，減少磨損。防止煙氣走廊的形成。煙氣走廊會加劇受熱面的磨損。若有煙氣走廊，可在煙氣走廊處加防磨罩防止對受熱面的磨損，如在過熱器下部彎頭部位可加防磨罩。局部易磨處採用厚壁管，有較強的抗磨性。採用管壁表面處理技術，如噴塗、滲氮等。加裝防磨瓦，如在過熱器前面第1~3 排管的迎風面加防磨罩。採用較低的過量空氣係數。在運行中儘可能採用低過量空氣係數，避免爐牆漏風和過大的負壓運行。

自然循環鍋爐進行設備運行過程的安全性控制，應結合其生產使用出現損壞故障實際情況的基礎上，來保證其作用於實踐效果的。為此，檢修人員應從最常出現磨損部位入手，來進行防磨防爆治理。這是使自然循環鍋爐設備不受設備裝置運行不穩定因素影響的有效措施，故，鍋爐設備運行維護人員應將其上述研究成果更多地的作用於實踐，以提高自然循環鍋爐設備過程的安全性。

1、水冷壁施工

（1）水冷壁的組合

1）水冷壁分左右側牆、前後牆等水冷壁組合件進行地面組合。各段管組的對接，各管組之間的拼接，剛性梁安裝等工作應在經過找正的有足夠剛性的固定組合架上進行，並確保組裝過程中組合架不變形，不下沉。

2）組合前首先要對集箱和水冷壁管組進行檢查與清理。檢查管子外表面有無裂紋擦傷、龜裂、壓扁、砂眼和分層等缺陷；對於上部水冷壁盡量將集箱在地面與管屛焊接，整體起吊。

3）受熱面管在組合安裝前必須進行通球試驗，通球前應先用壓縮空氣吹掃管內雜物，通球的壓縮空氣壓力不小於0.4MPa。

4）檢查管組集箱

各孔位方向的正確性。檢查管組集箱尺寸的正確性，並核對編號。

5）各管組的對焊拼縫工藝，要保證整體水冷壁牆的幾何尺寸符合圖紙要求。焊接時應採取措施防止變形。組裝時可將管端處鰭片從中間割開300～500mm調整對口，對接焊后再補焊鰭片割口。

6）水冷壁組裝焊接結束后，進行剛性梁和支撐件的組裝。組裝應在水冷壁管組組合架上進行，為保證在運行中水冷壁的剛性，又不影響水冷壁的熱膨脹的要求。

（2）水冷壁安裝

具體施工方法為首先將準備吊裝的對應管屛吊杆支撐梁及吊杆利用塔吊吊裝到鍋爐頂部就位，然後再將對應帶集箱的管屛上端利用塔吊、管屛下部利用吊車尾部溜尾配合從組合架上吊裝到鍋爐頂部從空檔部位送入設計部位（註：管屛上部提前預留好吊裝輔助繩、組合平台及下部吊裝自製安全掛鉤及倒鏈、溜繩提前拴好，在進入設計部位在工人掛好防墜器利用倒鏈等輔助機具逐步將管屛拉到位，然後再將吊架進入集箱吊裝孔后將安全銷穿入，即可調整集箱標高；待上部管屛安裝調整完畢及利用槽鋼等與周圍鋼架固定牢固即可進行下部管屛安裝；下部管屛利用類似方法進行吊裝到上部管屛部位，利用上部管屛之前自製的安全掛鉤及倒鏈及下部管屛提前預留的安全管溝進行連接，進行下部管屛的空中對口作業。以此類推進行其他部位的管屛安裝作業。

2、過熱器

首先，安裝前，過熱器集箱、管系內部應進行清理檢查，按圖紙核查各部尺寸、結構和相關位置；通球直徑按照鍋爐安裝驗收規範執行，通球用壓縮空氣壓力≥0.4MPa。所有管口應按圖做好坡口，管口內外10～15mm處，在焊前應清楚油垢和鐵鏽，直至現出金屬光澤。其次，安裝時，應先將集箱找正固定后安裝弔掛管排或基準蛇形管排。

（1）高溫過熱器、低溫過熱器及屛式過熱器安裝：此部分高溫、低溫過熱器一般設計部位為平行布置，因此施工順序可以平行施工，而對於屛式過熱器由於一般處於爐膛上部（註：爐膛高度幾十米且空間大，因此不可能搭設滿堂腳手架）所以與爐頂過熱器管排配合平行施工，逐步利用爐頂過熱器管排形成屛式過熱器平台作業進行屛過管排組對。屛過管排安裝類似高低過熱器管排。具體為：先將過熱器集箱利用塔吊吊至爐頂，利用水平管進行標高、水平度找平找正後集箱固定（註：過熱器弔掛就位后的校正通過調整吊杆進行，要注意受熱面與相鄰部件的膨脹間隔）。然後利用塔吊將幾片或十幾片為一組蛇形管排利用小鋼絲繩扣預存到集箱下部。然後再搭設作業平台進行現場組對、焊接及焊口檢驗。待該組完成再進行其他管排吊裝及延伸作業平台，以此類推逐步完成過熱系統安裝。

（2）包牆過熱器及水平煙道安裝：包牆過熱器及水平煙道安裝類似水冷系統安裝，此處不再敘述。

（3）爐頂過熱器安裝：該部位分為爐頂頂部光管、中間集箱及後部管屛組成此部分。對於光管過熱器（註：施工順序與水冷系統爐膛內屛式過熱器同步進行）可以在爐頂過熱器前集箱和中間集箱定位后，分別在集箱內外冊搭設作業平台，然後先利用爐頂外部定位支架的型鋼作為內部中間支撐，進行逐根組對形成管屛，待最後密封爐頂前將爐頂定位支架的型鋼吊出；而對於後部的成品管排，則首先在中間集箱及後部管屛內在搭設作業平台，然後根據塔吊工況、管屛特點水平吊至後部包牆過熱器上部進行組對、焊接及焊縫檢驗等工作。

3、省煤器

省煤器與集箱分開安裝、組對，並做好如下工作：

（1）省煤器清理檢查：按圖紙檢查管接頭數、位置及相關尺寸，清理集箱內部。對省煤器蛇形管束進行通球檢查，通球直徑按照鍋爐驗收規範執行，壓縮空氣壓力≥0.4MPa。

（2）組合安裝。

1）集箱、蛇形管應在穩固的組合架上進行組合，組合時先找正集箱位置並固定，然後對接基準蛇形管，按圖紙要求找正固定，再安裝其餘管排。

2）省煤器安裝：省煤器由上級、中間弔掛集箱、下級省煤器組成。工作量非常大，施工周期長。施工方法具體為先將省煤器爐膛頂部集箱及弔掛管穿爐頂過熱器進行組對安裝，同時將中間弔掛集箱定位並在弔掛集箱周圍搭設作業平台，然後利用之前爐頂過熱器預存的軌道裝設好電動葫蘆，從裡到外吊裝上下級省煤器同時進行平行組對，逐步形成弔掛上下級管排。最後在省煤器完成後對預留的包牆過熱器側牆封閉。