華電淄博熱電有限公司#3、4 爐由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造，型號 HG-465/13.7-L.PM7，為自然循環(huán)，單汽包、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、露天布置，鋼架為雙排柱懸吊結(jié)構(gòu)、燃煤、固態(tài)排渣、超高壓循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)物料的分離采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器，鍋爐采用支吊結(jié)合的固定方式。鍋爐啟動采用床下床上聯(lián)合啟動方式。
鍋爐本體采用 2 個內(nèi)徑為 8.08 米的高溫絕熱分離器，布置在燃燒室與尾部對流煙道之間，外殼由鋼板制造，內(nèi)襯絕熱材料及耐磨耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。防磨絕熱材料采用拉鉤、抓釘、支架固定。高溫絕熱分離器回料腿下布置一個非機械型回料閥，回料為自平衡式，流化密封風(fēng)用高壓風(fēng)機單獨供給。回料閥外殼由鋼板制成，內(nèi)襯絕熱材料和耐磨耐火材料。耐磨材料和保溫材料采用拉鉤、抓釘和支架固定。以上三部分構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分—物料熱循環(huán)回路。
旋風(fēng)分離器除中心筒外，所有組件均由δ=12mm 碳鋼鋼板卷制而成，內(nèi)敷保溫、耐火防磨材料，鋼板外表面設(shè)計溫度為 450C。旋風(fēng)分離器煙氣進(jìn)口處凈截面為 3060×5700mm，鍋爐 MCR 工況時，旋風(fēng)分離器的入口煙速為 16m/s。
設(shè)備運行情況?
參數(shù)：在正常運行過程中，分離器溫度：800℃至 900℃;入口煙氣流速：16m/s;分離器煙道阻力 49Pa;轉(zhuǎn)向室煙風(fēng)阻力 31.85Pa;分離器煙風(fēng)阻力 1666Pa;分離器外殼表面溫度：70℃至 80℃局部甚至更高。
#3、4 機組于 2002 年 8 月、12 月先后投產(chǎn)，運行到目前兩臺機組均已運行 14 年。近年來在大、小修檢查中，旋風(fēng)分離器入口澆注料頻繁脫落、裂紋，甚至大范圍坍塌，造成回料閥堵塞，使得循環(huán)物料返回受阻，外循環(huán)破壞;另外由于澆注料的脫落、裂紋，保溫磚直接受到物料沖擊，造成局部澆注料脫落部位外殼燒紅，甚至碳化。
脫落原因分析
澆注料在高溫使用過程中承受各種物理、化學(xué)作用的影響，發(fā)生熔蝕、磨損或崩裂而導(dǎo)致?lián)p毀。一般耐磨耐火澆注料掉落可以分為三種：(1)熱掉落;熱掉落是啟停爐或負(fù)荷劇烈波動時由于溫度循環(huán)波動和熱沖擊使耐火層內(nèi)部和表面產(chǎn)生大的溫度梯度，從而產(chǎn)生較大的應(yīng)力，應(yīng)力的變化導(dǎo)致耐火材料表面開裂引起掉落。(2)結(jié)構(gòu)掉落;結(jié)構(gòu)掉落是由于材料在長期使用過程中，材料組成和晶相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，在小的溫度應(yīng)力下使其表面發(fā)生變質(zhì)、開裂。(3)機械應(yīng)力掉落：機械掉落是耐火材料與穿透耐火材料內(nèi)襯處的金屬熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致。
我公司鍋爐在啟停過程中，嚴(yán)格按照規(guī)程要求，控制升降溫速度，可以排除熱掉落的可能性。如冷態(tài)啟動要求：床溫溫升率不超過 2℃/min;點火升溫過程中，控制所有煙氣溫度測點的溫度變化率均小于超過 100℃/h;床溫>520℃向爐膛以 10%的給煤量脈動給煤，使床溫保持 4℃～6℃/min 增加。綜合分析，我公司#3、4 鍋爐分離器澆注料掉落的原因主要為結(jié)構(gòu)掉落和機械應(yīng)力掉落。
#3、4 機組運行長達(dá) 14 年之久，分離器澆注料從未進(jìn)行全面更換，檢修標(biāo)準(zhǔn)項目只是對掉落部位進(jìn)行修補和加固。長時間運行，已使得澆注料的材料組成和晶相發(fā)生改變，澆注料表面已經(jīng)凹凸不平，密布許多小裂紋。在運行過程中，分離器處澆注料由于長期受到高溫和高速煙氣沖刷震蕩，澆注料上的微小裂紋不斷擴大、延伸，高溫高速煙氣在裂紋處形成渦流，逐漸將內(nèi)部保溫掏空，穿透澆注料的固定銷釘直接受到煙氣的沖刷，材質(zhì)碳化，導(dǎo)致固定作用失效。
分離器使用的固定澆注料銷釘與澆注料之間的膨脹系數(shù)存在較大差異，溫度變化過程中，銷釘與周圍澆注料存在較大應(yīng)力，在銷釘周邊容易產(chǎn)生裂紋。后來澆注料的修復(fù)時，直接將澆注料重新敷設(shè)到裸露的銷釘上，或在裸露的斷裂銷釘上重新焊補新銷釘，再敷設(shè)澆注料。裸露的銷釘早已在高溫?zé)煔庀绿蓟?，強度大幅度降低，?dāng)鍋爐升溫時，原來的銷釘不足以提供相應(yīng)的拉力，造成銷釘斷裂，使得澆注料再次掉落甚至大范圍坍塌。
處理措施
1設(shè)計階段
要合理設(shè)計、選擇銷釘材質(zhì)、形式及抓釘密度。滿足工況的澆注料選材，澆注料存在多種類別和型號，分離器入口煙道和筒體部位要承受 900℃左右的高溫，煙氣流速 16m/s 左右，磨損嚴(yán)重，側(cè)墻和頂部容易坍塌。選材上要求澆注料滿足質(zhì)量輕，致密，氣孔率、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、熱容及溫度傳導(dǎo)性、抗磨性、抗熱爆裂性、耐熱抗震性能好。選材應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)材料，不定期抽樣化驗、分析。
2施工階段
澆注料攪拌要均勻，合理配比，嚴(yán)格控制摻水量，防止?jié)沧⒘蠌姸冗^低，抹料時要根據(jù)設(shè)計圖紙預(yù)留膨脹縫和排氣孔。澆注料掉落處敷設(shè)前，需將原有銷釘鑿除，重新焊接銷釘，或者在相鄰部位重新開孔焊接新銷釘，將開孔處用保溫封堵后再敷設(shè)澆注料。澆注料大面積坍塌處，新銷釘焊接完畢后，可在其上面用鋼筋編網(wǎng)，增加韌性。對裂紋較深的澆注料，需將裂紋處鑿出 V 字型溝槽，溝槽表面避免形成光滑面。
