笔者公司的2×660MW CFB 锅炉为东方锅炉厂自主开发的 DG2162.3/25.4-Ⅱ 1 型双布风板、单炉膛超临界循环流化床（CFB）直流锅炉。锅炉四面墙由膜式水冷壁组成，炉内仅布置 20 片屏式过热器。尾部烟道受热面从上到下依次为低温过热器、低温再热器、上级省煤器和下级省煤器。6 个外置床内左右对称分别布置中温过热器 1、中温过热器 2 及高温再热器。靠炉前的 2 个外置床中布置的是高温再热器，通过调整灰控阀的开度控制回料量来控制再热蒸汽的出口温度；中间的 2 个外置床中布置的是二级中温过热器，作为床温调节的辅助手段，通过调整灰控阀的开度控制回料量来辅助控制床温；靠炉后的 2 个外置床中布置的是一级中温过热器，通过调整灰控阀的开度控制回料量来调节床温。
１ 水冷壁常见问题、原因分析及采取措施
锅炉炉膛由水冷壁前墙、后墙、两侧墙、炉内中隔墙以及水冷风室构成。两内侧水冷壁在中隔墙水冷壁下集箱处汇集后，从中隔墙下集箱间隔引出上行管屏在炉膛内部形成中隔墙。间隔布置的中隔墙膜式水冷壁留有烟气通道，便于平衡炉内压力。四面墙水冷壁管子以标高 36.7 m 为界，上部为 φ33.4 mm× 7.1 mm 的管子，下部为 φ28.6 mm×5.6 mm 的管子， 管子材质均为12Cr1MoVG，标高 18.2 m 以下均敷设浇注料。前后墙均为 365 根水冷壁管，左右墙均为 697 根水冷壁管。
1.1 水冷壁常见泄漏位置原因分析及采取措施
机组自投产 2 年以来发生多次水冷壁泄漏导致停机事件，主要泄漏位置为以下几处：
1）36.7 m 处为水冷壁管变径位置泄漏，此处也是汽水两相的相变点，究其原因主要是：鳍片焊接时焊工操作不当，鳍片角焊缝存在内部缺陷，受外力作用延伸至管子母材，在高温高压作用下引起管子泄漏；焊工打磨时操作不当伤到管子母材，使管子壁厚减薄， 在热态工况下出现泄漏。
2）外置床至炉膛密封盒处水冷壁、回料器至炉膛密封盒处水冷壁泄漏。究其原因主要是：炉膛开孔区域水冷壁背火面均设计用于密封盒安装的预埋件，要求密封盒必须焊接在预埋件上，在工程施工时安装单位未将密封盒正确焊接在管壁预埋件上，且焊接工艺 控制不良，造成局部区域应力集中效应显著增大，热态时在外部拉应力下造成泄漏。
3）内侧上二次风喷口浇注料磨损后导致的水冷壁磨损爆管。锅炉在标高 16.25 m 处裤衩腿的 2 个斜面 上各布置 5 个内侧上二次风喷口，二次风喷口采用材质为 ZG4Cr25Ni12Mn2NRe 的耐磨铸件，二次风喷口四周敷设耐火耐磨浇注料，与炉膛密相区浇注料厚度一致，平滑连接。二次风是为了保证燃料燃烧所需氧量和物料的充分混合，强化燃烧。二次风的设计要 有足够的穿透能力，所以二次风布置是从炉膛短方向进入，形成射入炉膛燃烧室的强冲空气流。此处泄漏的主要原因是：炉膛燃烧时四周近壁环形区颗粒团向下沉降，当颗粒团下降到喷口处，受二次风空气流影响，改变颗粒团的运动方向，使其冲刷稍有不平整的浇注料，浇注料受到长期冲刷后脱落，继而使水冷壁暴露到烟气中受磨损，当管子受吹损后有效厚度减薄到不 足以维持内部强度而发生泄漏。
针对以上 3 处水冷壁多次泄漏区域，利用机组小修有针对性地制定了控制措施：1）对 36.7 m 处变径管的上下焊缝进行 100% 射线检查，对变径管两边鳍片焊缝进行 100% 着色检查，对不合格焊缝进行修复处理；2）将外置床至炉膛的密封盒、回料器至炉膛的密封盒全部拆开，全面检查其安装是否合格，不合格的重新处理；3）将内侧上二次风喷口四周浇注料增加凸台，增加其耐火耐磨层厚度，从而延缓浇注料脱落速度。经过2次小修后，以上位置暂未发生水冷壁泄漏，锅炉可靠性大大提高。
1.2 水冷壁常见磨损区域原因分析及采取措施
锅炉受燃煤颗粒度大、机组常年负荷率较高等因素影响，某些特定区域磨损相对严重。
1）密相区炉膛四角。原设计的炉膛四角敷设了浇注料凸台，高于整个密相区浇注料截止线约 0.5 m，贴壁颗粒流与浇注料碰撞后流向发生改变，对浇注料两侧的管子形成斜向下的冲刷，导致浇注料两侧管子单面磨损。针对此区域的磨损情况，采取的措施为：更换磨损超标管段，拆除水冷壁四角浇注料，将四角浇注料高度恢复至密相区浇注料截止线平齐位置，同时 去除管子上的爪钉及残留物并打磨，确保管子表面光滑。采取措施后四角水冷壁磨损率大大降低。
2）中隔墙集箱前后端盖浇注料根部的前后墙水冷壁管子。中隔墙端盖处浇注料形成圆弧形的浇注料截止线，浇注料两边的管子受到颗粒流的碰撞及横向冲刷， 导致管子磨损。针对此处的管子，采取措施为：扩大浇注 料覆盖范围，将磨损严重区域都增设耐磨浇注料。
3）浇注料截止线以上 5 m 区域内的前、后墙水冷壁。锅炉此区域水冷壁磨损非常严重，每次计划检修换管数量接近 300 根。分析原因：（1）循环流化床锅炉内存在中心区域颗粒浓度低且总体向上运动、边壁区域颗粒浓度高且总体向下运动的“环 - 核”流动结构，此区域本身受内循环的作用，大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落，形成热灰的贴壁流对水冷壁管进行 剧烈冲刷；（2）机组负荷率较高，一次风速也较高，大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；（3）此区域与内外二次风口标高接近，二次风对此处的风向扰动较大，加之中隔墙的节流作用，风速也有所增加，存在局部涡流，反复对水冷壁进行刨削；（4）每次检修此区域换管量大，换管后的鳍片打磨的不够光滑，对气流造成导向作用或产生局部涡轮，加剧部分管子的磨损。
针对此区域水冷壁的磨损问题，由于炉内流场短时间内暂未掌握，通过调研同类电厂的防磨经验，受热面防磨方案诸多，有可塑料防磨梁、钢带防磨格栅、 冷喷涂、热喷涂、非晶合金喷涂、熔敷等，但各种方案各有利弊，最终采取加装防磨格栅，根据标高从下到上每隔 0.5 m 加装一层防磨格栅，效果正在持续验证中。
2 外置床内受热面常见问题、原因分析及采取措施
设置外置床的初衷是为了解决炉内受热面布置空间不足的问题，其主要作用是将循环灰载有的热量传递给其内布置的受热面，外置床采用低速鼓泡流化床运行方式，因为循环灰平均粒径较小，所以灰粒对管子的磨损很小，外置床内受热面的主要磨损表现为机械磨损，即管子与管子之间的碰撞磨损。主要表现在以下 2 方面：
2.1 两悬吊管之间相互碰磨
外置床内受热面设计 2 排悬吊管，沿灰流向，分别称为悬吊管 1 和悬吊管 2，原设计的悬吊管 1 水平 段与悬吊管 2 的弯头正好在同一标高，理论上不存在碰磨，但实际上受安装误差及运行后管子振动的影响，两悬吊管之间发生碰磨，经过对悬吊管 1 进行移位处理，使其水平段标高降低，彻底解决了悬吊管碰磨问题。
2.2 外置床固定角钢与管子之间碰磨
外置床固定角钢的作用是按管屏分组进行固定， 防止管子与管子之间由于振动发生碰撞，原设计角钢与管屏之间间隙约 5 mm，理论上不会发生碰磨，但实际运行后受金属材料的热胀冷缩、受热面的振动以及部分角钢发生变形、开焊等因素影响，角钢与管屏之间的间隙变小，会发生碰撞，碰撞后使管子的局部产生很深的坑，无法测厚。针对此缺陷，将外置床角钢 进行移位处理，使其焊接于管子垫块上，让其与管子之间保持 4 cm 的距离，彻底解决了碰磨问题。
3 尾部烟道受热面常见问题、原因分析及采取措施
3.1 水平段防磨瓦翻转原因及采取措施
低过水平段防磨瓦翻转的原因：1）防磨瓦未搭接到管子两端的防转挡块上；2）防磨瓦施工工艺不良，卡箍未卡紧。
采取的措施：1）对于两侧部分的防磨盖板，靠近悬吊管一段不留间隙并点焊固定，预留 10 mm 膨胀间隙在中间，间隙上用压板覆盖，压板仅与一侧的防磨盖板焊接；2）对于低过中间约 2.5 m 长度的防磨盖板，将开裂部分的焊缝磨掉，两侧不留间隙并点焊固定，预留的 20 mm 膨胀间隙留在中间，间隙上用压板覆盖， 压板仅与一侧的防磨盖板焊接，每块单独的防磨瓦都 是一端焊接，另一端自由。防磨瓦与压板安装时用 F 扳手卡紧后再施焊，压板仅与防磨盖板焊接，焊后防磨盖板能在管子上滑动。
3.2 吊挂管防磨瓦变形原因及采取措施
吊挂管防磨瓦变形的原因：1）吊挂管防磨瓦标高69.5 以上均为φ57 mm×13.5 mm 的管子，防磨瓦总长约 8 m，吊挂管材质为 15Cr1MoG, 在 0 ～500 ℃范围内的线膨胀系数为 13.88×10-6, 防磨瓦材质为 309S，在 0 ～ 900 ℃范围内的线膨胀系数为18.9×10-6，吊挂管最高汽温约 420 ℃，吊挂管最高烟温约 860 ℃，经计 算在额定负荷时防磨瓦需预留约 83 mm 膨胀间隙。防磨盖板设计预留 20 mm 膨胀间隙，远低于实际膨胀量， 导致膨胀受阻，大量防磨盖板折断或严重变形；2）防磨瓦卡箍未卡紧，上部防磨瓦向下滑落时与下部防磨瓦挤压导致折断。采取的措施：上下均固定，在中间位置预留 80 mm 膨胀间隙，间隙上用压板覆盖，压板仅与一侧的防磨盖板焊接，覆盖防磨盖板 5 mm，防磨瓦与压板安装时用 F 扳手卡紧后再施焊。
4 结束语
文章对 660 MW 超临界循环流化床锅炉投产 2 年以来发生的受热面相关问题进行深入全面的分析，对水冷壁和外置床等受热面常见的故障原因及解决方案进行了阐述。660 MW 循环流化床锅炉本身就是 以 300 MW 循环流化床锅炉为基础进行放大设计的，其结构复杂性及运行经验的缺乏性也属国内之最。虽有缺陷，但整体受热面的材质选择相对比较高配，#2 机组已创下了连续安全稳定运行 196 d 的记录，希望未来的 700 MW 甚至 1000 MW 的超超临界循环流化床锅炉在以后的设计中能受到一定启发，将问题消灭在萌芽阶段。
文献信息
尉君.660 MW超临界CFB锅炉受热面常见问题分析[J].设备监理,2023,(01):37-39+58.DOI:10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.009
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