云南大唐國際紅河發電有限責任公司的1、2號鍋爐均為引進法國Alstom技術，由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司設計制造的HG-1025/17.5．L．HM37型循環流化床鍋爐，兩臺鍋爐分別于2006年6月和8月順利地通過168 h滿負荷試運行，投入了商業運營。兩臺爐自2009年小修后一直高負荷連續運行，截至到2010年7月31日機組C修2號機組連續運行326天，平均負荷率95%以上。取得以上好成績得益于機組的安全穩定運行，機組的安全穩定運行關鍵在于鍋爐，鍋爐的安全穩定運行關鍵則在于受熱面的防磨防爆治理，可以說受熱面的防磨防爆治理對于循環流化床鍋爐長周期運行來說是至關重要的。
1、鍋爐設備簡介及水冷壁防磨防爆治理前運行概況
鍋爐設計為單爐膛褲衩型雙水冷布風板結構，物料外循環系統布置有4個高溫絕熱旋風分離器，4個非機械型單回路自平衡式回料閥，對稱布置的4個外置床內分別布置有兩個低過、高再和兩個中過受熱面。鍋爐給煤系統配置有4條給煤線，采用兩級6點給煤方式。排渣系統通過4個滾筒冷渣器來控制鍋爐排渣量。鍋爐水循環采用單汽包自然循環、膜式水冷壁單段蒸發系統。來自給水加熱器的給水進入位于尾部煙道下面的省煤器，然后進入汽包，工質通過下降管進入水冷壁下部集箱，工質從這些集箱進入水冷壁再到達汽包。產生的飽和蒸汽依次經過：包墻過熱器、布置在外置床內的低溫過熱器、布置在外置床內的中溫過熱器、布置在尾部煙道內的高溫過熱器，最終供給汽輪機。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2009年C修前兩臺爐水冷壁泄漏共計7次。l號爐水冷壁泄漏3次，2號爐水冷壁泄漏4次，其中包括2號爐C修后啟動讓管改造焊口泄漏1次，上半年平均每一個月就發生水冷壁泄漏停爐一次，水冷壁的泄漏現象均為局部磨損泄漏。泄漏的水冷壁管頂棚管伴隨超溫爆管，水冷壁泄漏已經成為影響機組安全穩定運行的一個主要頑疾。
2、水冷壁泄漏規律分析
2009年8月7日2號爐小修后讓管改造焊口泄漏，分析主要跟檢修質量有關，這1次泄漏在這里不做對比分析。
1號爐2009年2月21日泄漏位置發生在水冷壁密相區與稀相區交界處，水冷壁延伸墻根部鰭片被磨穿，造成水冷壁管與延伸墻之間形成煙氣走廊，加劇磨損造成了此次泄漏。l號爐2月21日泄漏位置，如圖1所示。
1號爐2009年5月6日泄漏發生在鍋爐右側第三排延伸墻角部（從前向后數）第一根水冷壁管（從前向后數第37根水冷壁管）和延伸墻管，后又發現爐膛頂棚（從前向后數第37根水冷壁管）有一處泄漏。l號爐5月6日泄漏位置，如圖2所示。
l號爐2009年6月24日泄漏部位較高，泄漏點位置標高約為36.8 m，在右側分離器人口前側。從前數第16根、17根水冷壁管均有漏點，從爆口特征來看，爆口附近有明顯的磨損痕跡，爆口部位磨損減薄嚴重，通過對爐內防磨防爆檢查，發現分離器入口處（面向分離器右下方）砌筑料有小部分脫落。l號爐6月24日泄漏位置，如圖3所示。
2號爐2009年4月29日泄漏發生在鍋爐左側第一排與第二排延伸墻中部（從前向后數）第二排延伸墻左側第一根水冷壁管（從前向后數第26根水冷壁管）和延伸墻管，后又發現爐膛頂棚（從前向后數第26根水冷壁管）有一處泄漏。經檢查其它夾角部位都有不同程度的磨損，下部緩沖臺部位澆筑料也有破損。2號爐4月29日泄漏位置，如圖4所示。
2號爐2009年6月5日泄漏發生在鍋爐左側第二排與第三排延伸墻中部（從前向后數）水冷壁管第28根，左側第二排延伸墻水冷壁管第一、二根后又發現爐膛頂棚（從前向后數第28根水冷壁管）有一處泄漏。2號爐6月5日泄漏位置，如圖5所示。
2號爐2009年6月21日泄漏發生在鍋爐左側第一屏延伸墻上彎頭水平段，由于該管泄漏后吹損右側水冷壁第一根管，致使泄漏，該管吹損延伸墻左側第一根水冷壁管。經檢查發現延伸墻上彎頭處澆注料部分脫落導致煙氣在此處形成渦流，該位置就在分離器進口正下方，此位置煙氣流速最快，煙氣攜帶物料沖刷延伸墻第一個彎頭導致泄漏。2號爐6月21日泄漏位置，如圖6所示。
從泄漏位置來看1號爐的3次泄漏全部集中在右側水冷壁靠前墻位置，2號爐3次泄漏全部集中在左側水冷壁靠前墻位置，具有一定的區域性；從泄漏原因來看都是物料沖刷局部磨損減薄所致。
3、運行調整防磨防爆措施
(1)合理進行二次風配比。該公司鍋爐二次風分上下兩層送人爐膛，下二次風口14個，上二次風口20個，全部布置在爐膛密相區，分段布置主要目的是為了控制爐膛溫度梯度與減少NO，的排放。下二次風口每個褲衩腿7個，布置在褲衩內側5個，前后墻各1個；上二次風口每個褲衩腿10個，每個褲衩腿左右墻各4個，前后墻各1個。所有的二次風由兩內兩外共4個二次風門控制，每個褲衩腿7個下二次風與褲衩腿內側的4個上二次風由1個內二次風門控制，前后墻的2個與外側的4個上二次風由1個外二次風門控制。所以設計的下二次風口與上二次風口比例為14: 20，內外二次風門控制風口比例為22: 12。
2009年6月以前，內外二次風基本按設計值22: 12進行配風。由于2009年上半年兩臺爐多次發生泄漏，6月23日該公司邀請大唐國際專家、華北電科院專家、鍋爐廠專家與設備部和發電部鍋爐專業一起開會進行分析，由于泄漏都發生在水冷壁兩側墻，會議決定調整內外二次風配比為4:6，增大外二次風量，將物料盡量向爐膛中心吹，降低兩側墻的貼壁物料濃度，并下發了《風量配比管理規定》指導運行人員調整，目前各參數運行良好。
(2)均勻分配各點給煤與回料。該公司給煤先給到回料腿，然后與回料混合后一起進入爐膛，從整個爐膛來看4個分離器回料口與4個外置床回料口對稱布置于爐膛四個角，這樣布置就決定了爐膛水冷壁4個角是重點磨損區域。從兩臺爐泄漏點分布規律來看，全部在靠前墻的位置，所以影響磨損的一個潛在因素就是前后墻落煤量的不均，如果刮板給煤機l號落煤口落煤量大，肯定會造成爐膛內靠前墻物料濃度大，煙氣流速快。為了解決這一問題，通過試驗確定了不同負荷下刮板給煤機1號落煤口的開度，運行人員根據負荷變化調整刮板給煤機1號落煤口的開度，保證前后墻分離器出口溫差不超過20℃，進而保證鍋爐四個角給煤與回料均勻。
(3)針對褐煤的燃燒特性，嚴格執行鍋爐低氧燃燒，下發了《氧量控制管理規定》，在保證鍋爐正常燃燒、燃燼的前提下將鍋爐的煙氣量降到最小，降低爐內煙氣流速，減小鍋爐水冷壁磨損速率。
(4)嚴格控制入爐石灰石粒度與品質。設專人對買入石灰石進行監督化驗，對粒度不合格的進行退貨，品質不合格的對供貨商進行考核，在二氧化硫排放合格的前提下將石灰石添加量降到最小，從而減小入爐石灰石對水冷壁的磨損。
(5)在機組正常啟停與受熱面發生泄漏時盡量控制鍋爐床溫的升降速度在規程規定范圍內，防止由于溫度變化太快造成爐內耐磨耐火材料膨脹不均發生脫落。
4、設備管理防磨防爆措施
4.1新機驗收嚴把質量關
新建機組水冷壁安裝完畢后，會有大量吊耳、角鐵、焊口未打磨平整，鰭片漏焊、耐磨耐火材料不平整等問題，這種情況下，一旦機組投入運行，就會在不規整的地方產生渦流、沖刷磨損，此類問題如果不能及時消除，很快就會造成受熱面磨損泄漏。針對此問題，2009年兩臺機組分別安排了為期28天的計劃小修，小修最重要的項目就是對水冷壁進行全面的檢查與進行防磨改造。檢查中發現兩臺爐水冷壁都存在部分延伸墻水冷壁鰭片未焊，安裝期間遺留的吊耳、角鋼未徹底清除與打磨、水冷壁上的焊縫與焊傷未打磨。本次小修1號爐水冷壁受熱面管及鰭片補焊打磨共計2 277點，2號爐水冷壁受熱面管及鰭片補焊打磨共計2 760點，基本上消除了水冷壁基建遺留缺陷。
4.2堅持封停必檢的原則
水冷壁泄漏是造成循環流化床鍋爐機組非停的主要原因，所以遇有停機必對水冷壁磨損情況進行檢查。重點磨損部位有防磨平臺上方兩米范圍內、爐膛四角、翼墻受熱面與水冷壁的交界處、翼墻受熱面的上下彎頭與穿墻處、分離器入口、回料口與落煤口，時間不足可以只對重點磨損部位進行檢查，時間允許應對水冷壁進行全面檢查，建立水冷壁磨損檢查臺帳，每次的壁厚數據進行對比，畫出磨損曲線，分析對比減薄速率，找出磨損原因進行有針對性的預防處理。
4.3鍋爐水冷壁磨損
循環流化床鍋爐水冷壁磨損問題一直困擾著各電廠的生產管理人員，進行有效的防磨技改，尤其是爐膛密相區緩沖臺處水冷壁磨損，雖然采取“逢停必查，查必查全”的原則，但始終不能從根本上解決該區域磨損的問題，改造勢在必行。目前水冷壁比較有效的防磨措施有加裝防磨梁與進行讓管改造。
(1)對于密相區上方水冷壁磨損問題，將防磨結構由“軟著陸”改為“讓管防磨”，進行區域讓管防磨，如圖7所示。
其難點主要在于水冷壁延伸墻與水冷壁相交處的結構處理，該改造分為兩部分，一部分是常規平面區域的讓管防磨改造，另一部分就是翼墻與水冷壁的交界處的防磨結構處理。
常規平面區域的讓管防磨改造，采用圖7改造方式進行。其特點是：通過耐磨澆注料來防止物料直接磨損水冷壁管排，能有效保護水冷壁磨損。翼墻與水冷壁的交界處的防磨結構改造采用其它方式進行。其特點是：通過翼墻和水冷壁交界處預留一定的間隙，物料沿翼墻下落時，間隙處周圍管子均被耐磨澆注料包圍，同樣防止水冷壁管直接被磨損。
(2)對于密相區以外的水冷壁，磨損呈現整體減薄的趨勢，如不采取有效的防護手段，將嚴重縮短整個爐膛水冷壁管排的使用壽命。針對磨損的特點，采用防磨梁結構來解決水冷壁整體磨損問題。
具體方案是：防磨裝置加裝在爐膛錐段上方水冷壁上，由銷釘和耐火耐磨可塑料形成凸臺，即是通過在水冷壁鰭片上焊接銷釘，通過銷釘將凸臺固定在水冷壁上。凸臺沿水冷壁高度方向以一定間距水平布置，每層凸臺沿爐膛四周布置，一共設置沿爐膛高度方向布置8層凸臺。
5、其它防磨防爆措施
(1)防磨防爆檢查不能形式化，一定要落實檢查范圍、檢查方法、檢查質量，應采防磨防爆小組逐級負責的方式，上一級查到的問題，下一級要受到考核。爐內受監承壓部件進行焊接時要加強高壓焊工的資質管理，嚴格執行焊接工藝，所有新焊口必須進行100%無損檢測，不合格的焊口必須返工。
(2)加強運行管理及化學監督。為防止因膨脹不勻造成受熱面拉傷，機組啟、停爐要嚴格按照規程控制升溫、升壓速度，運行過程中嚴格控制參數，防止受熱面超溫超壓。嚴格執行有關化學監督規程，保證鍋爐給水水質及鍋爐運行中汽、水品質合格，當汽水品質惡化危及設備安全運行時，要立即報告上級主管部門并采取緊急措施，甚至停爐。
(3)加強吹灰器管理。做好吹灰器冷、熱態調試工作，定期調整吹灰器的起吹角，防止因吹灰器卡澀和噴嘴位置不當造成管子吹損。優化吹灰壓力與疏水時間。加強吹灰器的巡檢和點檢工作，發現吹灰器泄漏、卡澀或程控失靈應及時停止吹灰手動推出，避免吹壞受熱面及燒壞吹灰器。
(4)爆管原因分析不清不放過。發生爆管后要分析出造成爆管的本質原因，擴大檢查范圍，徹底處理隱患，不要以搶工期等理由為借口盲目開機，造成相同原因重復爆管。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
(5)建立健全各項規章制度，建立長效管理機制。針對機組投產以來的規律，不斷補充完善防磨防爆管理辦法和防磨防爆檢查范圍。加大執行力度，規范檢修、維護、運行的行為，制定有效的激勵制度，提高檢修人員的責任心和積極性，將防磨防爆管理與技術監督、點檢定修、績效考核相結合，形成一套行之有效的管理機制。
(6)落實“四管泄漏”結案制。嚴格按照“四不放過”原則進行內部結案。生產部門根據爆管頻率，定期或不定期召開由公司領導參加的結案分析會，吸取教訓，總結經驗。
6、取得的效果
通過采取以上的一系列防磨防爆措施，即消除水冷壁基建遺留、運行優化防磨調整與防磨防爆技術改造等，從2009年下半年開始至今，兩臺機組運行近兩年未再發生水冷壁泄漏事故。極大地提高了機組運行可靠性，減少了機組非停次數，為機組的安全穩定運行打下了堅實的基礎，2號鍋爐2010年更創造了連續運行326天，平均負荷率95%以上的佳績，兩臺機組全年完成發電任務36.75億kWh。
7、結論
受熱面泄漏是造成循環流化床鍋爐機組停運的主要原因，進行水冷壁防磨防爆治理是提高循環流化床鍋爐機組可靠性的主要手段。該公司通過采取消除水冷壁基建遺留缺陷、進行配風與給料運行優化調整與水冷壁防磨技術改造等有效防磨防爆措施，基本解決了循環流化床鍋爐受熱面容易磨損的問題。通過該公司鍋爐水冷壁防磨防爆治理取得的效果與經驗，說明大型循環流化床鍋爐水冷壁頻繁磨損泄漏的問題，通過采取有針對性的防磨防爆治理是能夠得到改善的。
