循环流化床锅炉燃烧主要的特点是携带大量物料的烟气,依次流经各受热面,分离的固体物料则通过非机械式的回料阀送回炉膛进行循环燃烧。高浓度的物料在循环燃烧过程中,造成受热面磨损,严重制约了该炉型长周期经济的运行。
电站锅炉“四管”常见的失效类型有腐蚀、管材和焊接缺陷、过热爆管、磨损减薄、应力集中、疲劳开裂、机械损伤等。各受热面泄漏失效类型又有所差别,其中水冷壁以高温腐蚀、磨损减薄为主,过热器以焊接缺陷、过热爆管、磨损、腐蚀为主,再热器以焊接缺陷、过热、磨损为主,省煤器则以飞灰磨损减薄为主。
锅炉四管常见飞灰磨损和机械磨损。低温过热器及省煤器区域、烟气走廊、出列管、吹灰器、人孔门周围经常会出现飞灰磨损,过热器和再热器管段在运行中管排会和管夹产生机械磨损,受到磨损后易出现泄漏现象。
省煤器相对而言管排较密集,烟气含量高且流速快,炉烟中大量灰粒流向省煤器尾部,加剧其磨损。磨损爆管的特征为断口处管壁减薄呈刀刃状,磨损表面平滑,金相组织无变化,管径一般无变化。
虽然腐蚀爆管比例较低,但由于其具有突发性和不可预测性,一旦发生,往往造成大面积的损坏。腐蚀爆管的特征为管壁产生点状或坑状腐蚀,金相组织不发生变化,裂纹为横断面开裂,爆口宽而钝。依据腐蚀机理可分为水侧腐蚀和烟气侧腐蚀。
水侧腐蚀是指水处理设备中碱性或酸性物质及其他杂质引起的腐蚀和损坏,主要有氧腐蚀、垢下腐蚀、氢损伤等。氧腐蚀易发生在省煤器、过热器和再热器管段;垢下腐蚀主要发生在水冷壁和低温过热器;氢腐蚀主要发生在水冷壁。烟气侧腐蚀主要是硫腐蚀。低温硫腐蚀主要发生在省煤器管段;高温硫腐蚀主要发生在水冷壁、过热器和再热器管段。
热疲劳是指锅炉管在温度反复变化时受热应力作用而发生的疲劳损坏。热疲劳爆管的特征为从外表向里发展的环状裂纹;以横向裂纹为主的龟状裂纹;短而粗且充满腐蚀产物的楔形裂纹。
造成热疲劳的原因有:炉膛使用水吹灰,管壁温度急剧变化产生热冲击;超温导致管材的疲劳强度下降;基本负荷机组参与调峰运行,频繁启停和变负荷运行。
超温过热爆管主要发生在锅炉的高温对流过热器和高温再热器管段,低温过热器和省煤器管也可能出现。短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时,材料强度明显下降。在内压力作用下,发生胀粗和爆管现象。长期过热是指管壁温度长期处于设计温度之上且低于材料的下临界温度,超温幅度不大但是时间较长,管子力学性能恶化,导致在较薄弱部位发生脆裂爆管。长期超温可分为高温蠕变型、应力氧化裂纹型和氧化减薄型。
锅炉受热面喷涂防磨技术是一种重要的保护循环流化床锅炉的方法,喷涂规范是保证喷涂质量和效果的重要保障。在喷涂过程中应注意表面处理、材料选择和喷涂过程中的细节,以保证喷涂效果和使用寿命。