采用耐磨陶瓷导风板提高AQC锅炉过热器管箱使用寿命

　　近年来，纯低温余热发电站随着运行时间的延长，暴露出最大的问题是AQC锅炉管箱的磨穿事故。2009年四川某水泥有限公司的7.5MW纯低温余热发电站投入运营，该站为单压系统，窑头AQC锅炉为立式，废气从上而下经过热器、蒸发器和省煤器进入锅炉内部，运行期间曾发生过热器和省煤器管箱磨穿事故，被迫解列运行，运营成本增加。我公司针对此问题进行了改进，取得良好效果。

　　1）偏风。初期检查发现AQC锅炉废气进口处无导风装置，存在废气偏风，过热器局部管件磨损严重，引起磨穿泄漏。随后对磨穿的管件进行焊堵隔离，同时用75mm角铁在进风口处安装了导风装置，四川某水泥厂AQC锅炉进风口处的导风叶片，是由300多根75mm角铁组成。运行半年后，陆续出现角铁磨断的现象。
　　2）导风装置损坏。经过半年的运行，过热器再次出现磨穿泄漏。停机检查发现安装的角铁导风装置大面积变形，局部磨断，再次产生偏风效应。关于磨损的机理，文献研究认为：含尘气体对磨损量的关系是，磨损量与风速的三次方成正比，风速越高，磨损量越大；粉尘质量浓度对磨损呈线性关系；粒径越大，磨损越大，其中当粉尘粒径dp=（90±2）μm时磨损最大，dp=5~10μm时，磨损量无明显变化。因此降低了窑头排风机转速以减少磨损，延长AQC锅炉使用周期。有人担心降低风速后会影响发电量，其实从热功效率角度看，减少风量的同时，废气温度会大幅升高，发电量是一样的。

        上述两种措施的实施，可有效地减少磨损。但若运行时间增加，仍然面临管箱磨穿泄漏的问题。经分析，借鉴目前立磨磨辊轴保护套和选粉机固定导向叶片上的防磨做法，在现有条件下，在导风叶片上焊接7mm厚（根据客户要求的使用寿命长短，调整陶瓷厚度）的耐磨陶瓷片，用以保护角铁导风装置。
        针对导风叶片结构和高温工况，将采用耐磨性好的耐磨陶瓷，其次陶瓷的固定方式采用可靠的安装方式，此安装方式要求较高，必须满足两个条件：
　　（1）   陶瓷质量好，采用干压成型的铬刚玉陶瓷，硬度高，韧性强，烧结时不变形；
　　（2）    燕尾条要好，燕尾条的材质要求有良好的热稳定性，不容易变形，固定陶瓷时要容易穿进去，装配精度要求高；
　　下图为焊接式燕尾型耐磨陶瓷的防磨导风板，图1。

 

 

图1　焊接式燕尾型耐磨陶瓷的防磨导风板样式、成品

        由图1可见，将设计成角铁单边形状的燕尾型陶瓷片焊接在角铁内部，这种工艺表面平整，瓷片之间无缝隙，比起焊接中间有孔洞陶瓷的技术更先进，更可靠。优劣势对比如下：
        （1）固定方式采用机床燕尾导轨技术，将原先的点焊接技术改为燕尾条固定，增加固定面，燕尾条不会热变形，没有虚焊，装配精度高，陶瓷表面无缝隙；
        （2）以前采用中间留有Φ8mm孔洞的陶瓷，固定方式为点焊接的方式，焊接时在陶瓷孔洞内放置螺栓垫片，而且还要用CO2保护焊将螺栓垫片与角铁焊接，再拧上陶瓷螺帽将孔洞填平，这种程序繁琐，不容易操作，焊接点存在虚焊也没法检测，安装完陶瓷后，表面不平整，孔洞上的陶瓷螺帽在高温下特别容易脱落，且给风力磨损留有机会，并不能完全解决磨损之难题。如果采用焊接式燕尾型耐磨陶瓷的防磨导风板，设备使用寿命增长，使用一年后用游标卡尺测量陶瓷片厚度没有变化，平整无脱落，耐磨性能和热稳定性能较好。

        从磨损机理考虑，降低风速、粉尘浓度和粒径均能减少磨损。在高温高粉尘浓度的工况下，用焊接耐磨陶瓷衬板在导风叶片上保护导风装置，可防止气体出现偏流效应，从而降低磨损速度；生产操作上，通过降低系统拉风量，降低粉尘运动速度和粉尘总量，改善了工况。两者相结合，可以降低AQC锅炉管箱的磨损，延长使用周期5年以上，每年可节约几十万的导风叶片和过热器管箱的维护费用。