1、設備概況
    山西兆豐鋁業公司自備電廠設計為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產的HG-480/13.7-L．MG21型超高壓參數．單汽包、一次再熱、高溫絕熱旋風分離器、平衡通風、回料閥給煤、固態排渣、半露天布置循環流化床鍋爐，與哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產CK135-13.24/533/135/0.981型汽輪機和哈爾濱電機廠有限責任公司生產的QF-135-2型發電機相配套。正常運行中，鍋爐爐膛床壓維持持5KPa運行，料層厚度800mm，床溫設計899℃。自2006年6月三臺機組相繼投運以來，鍋爐密相區衛燃帶與水冷壁管過渡區接焊縫、密相區爐膛四角拐角處以及后墻水冷壁37m出口處多次出現鍋爐水冷壁破裂造成機組停運事故，機組最長運行周期沒有超過40天，破管的發生嚴重影響機組的穩定運行。針對鍋爐頻繁破管情況，廠成立了技術研究小組，組織技術人員進行了認真研究分析，并針對性的提出和實施了防范措施．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。
2、水冷壁管破損原因分析
    鍋爐水冷壁管的磨損豐要集中在三個區域：即鍋爐密相區爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過度區、密相區四交拐角處及鍋爐稀相區至旋風分離器處后墻水泠壁。其中，鍋爐密相區爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損原因主要有。
    密相區燃料燃燒硫化后延爐膛內壁面下流的固體燃料在管路與澆注料交界區域，因流動方向的改變對水冷壁管產生沖刷，長期磨損水冷壁管造成破管。
    交界區域內由于鍋爐硫化沿爐壁面下流的固體物料與爐內向上硫化運動的固體物料運動方向相反，加上硫化風配風不合理，在局部產生渦旋流，對水冷壁管產生磨損。
    鍋爐鰭片連接處有“凸臺”，出現“凸臺”，使得下降灰流與水冷壁管形成了沖擊角，爐內循環物料沿水冷壁向下流過“凸臺”時改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個部位，造成該處水冷壁快速沖刷磨損，尤其是永冷壁管與澆注料接觸的兩側，不僅加劇對接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對鄰近管子造成嚴重磨損。
    鍋爐密相區防局部磨材料和澆注料脫落，致使水冷壁管產生了切割效應，增加對管壁磨損。
    鍋爐永冷壁管路未進行防磨處理。
    爐膛密相區四交拐角處管壁的磨損原因是：角落區域內壁面向下流動的固體物料密度相對較高，固體床料流動量大，鍋爐水冷壁管磨損量與煙氣流速的3次方成正比關系，在鍋爐實際運行過程中，鍋爐運行人員擔心硫化不良，為了提高鍋爐運行保險系數，常以較大風量運行，造成煙氣流速過快，嚴重加劇鍋爐的磨損，管壁磨損嚴重，同時在相區四交拐角處水冷壁管路的連接鰭片與鍋爐鋼絮連接，由于應力不均造成水冷壁拉伸撕裂。
    鍋爐稀相區至旋風分離器入口處因煙氣流向改變，對管壁的沖刷影響較重，在運行期間，由于事故調整，經常提負壓運行，加劇對管壁的沖刷。
3、鍋爐水冷壁管破損預防探討
   硫化床鍋爐重大特點是善熱能力強，最大的缺點是磨損嚴重，針對上述磨損問題，我們在分析基礎上總結并制定出以下舫范措施。
  為了避免密相區衛燃帶水冷壁管對接焊縫打磨不平形成的“凸臺”及密相區衛燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺，應加強鍋爐在停爐檢修過程中的檢查和施工質量施工過程中質量跟蹤及驗收把關，通過檢修工作控制施工工程質量。
  對水冷壁管處澆洼料爐墻進行改進，將密相區衛燃帶水冷壁管結合處下方懸空，不進行澆注，讓下落的灰直接撞擊澆注料，同時注意澆注料選材和施工工藝。
  鍋爐密相區水冷壁管對接焊縫設計時要注意管路連接垂直度，焊日光滑，以避免在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。
焊縫處形成的“凸臺”，造成水冷壁管磨損。
  對鍋爐水冷壁管路全部進行超音速電弧噴涂，超音速電弧噴涂是目前國際上比較先進的噴涂施工方法，比普通電弧噴涂和火焰噴涂較理想，以電弧為熱源，將熔化的耐磨合金絲材用高速氣流霧化，并以高速噴到工件表面形成涂層的一種工藝，它可以延緩磨損來延長鍋爐運行周期，是一種技術經濟性比較好的方法。已經作過超音速電弧噴涂的鍋爐要在每次停爐檢修時對噴涂部位進行重點檢查，存在隱患的部位一定要重新進行修補．
    加強運行管理，盡量維持鍋爐微正壓運行，如果爐膛負壓偏高，鍋爐爐膛內灰濃度增大，鍋爐水冷壁管的磨損就相對增加。因此，在沒有波及機組安全運行的指令下，絕對不能提高負壓標準運行。
    注意一、二次風配風調節，一、二次鳳配風調節比例為1.2:1為宜，一次風應控制在總風量的5510左右，二次風控制在總風量的45%左右，這樣能保證配風均衡，鍋爐燃燒達到最佳狀態。
   合適控制料層差壓，料層差壓偏高，磐然會增大流化鳳量，增加對鍋爐水冷壁管的磨損。
  加強鍋爐定期吹灰，每班至少要吹掃一次，有利于積灰不至于沉淀，影響傳熱，維持正常的排煙溫度，減少管路金屬疲勞．
    對鍋爐燃用煤要進行嚴格管理，盡量控制使用4200大卡低熱質煤設計煤種，在這種工況下，排渣熱損失小，電耗低，鍋爐效率高，水冷壁磨損減小，同時要加強顆粒度控制，大于12mm不高于10%，并納入運行指令進行管理。
4、效果分析
    自備電廠通過對鍋爐水冷壁管路破損分析研究，找到了影響鍋爐穩定運行的主要原因，并分階段進行運行調節試驗，改變澆注料原有的施工技術工藝，對鍋爐全面進行行超音速電弧噴涂，增加了停機檢查和工藝控制力度，強化了燃煤供應管理，對鍋爐變工況運行加大考核，通過采取相應的措施，鍋爐受熱面的磨損大大得到了控制，機組長周期運行由原來的40天達到145天，機組非停次數由原來一年18次降低到4次，創全國同行業、同容量機組的先進水乎，鍋爐水冷壁管路破這一技術難題得到了緩解。
5、結語
   循環流化床鍋爐特性決定了受熱面必然存在磨損，鍋爐水冷壁管磨損是鍋爐受熱面磨損最嚴重的部位，隨著鍋爐運行時間加長，電網考核任務加大，鍋爐水冷壁管磨損問題仍是我們繼續加大力度研究的任務，我們盡可能采取得力措施減少和避免磨損，延緩鍋爐運行周期，減少非計劃停爐次數，才能使在鍋爐安全與經濟運行之間選擇最佳運行工況，有待于在今后的鍋爐運行過程中，不斷進行分析，總結經驗，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預防水平，實現鍋爐安全，經濟運行。