广东粤电云河发电有限公司
关键词：风帽、高温碳化、焊缝开裂、漏渣
一、设备运行概况
广东粤电云河发电厂有限公司#5、#6锅炉是上海锅炉厂自主研发制造的SG-1036/17.5-M4506，亚临界中间再热的循环流化床锅炉，自2010年7、8月份投产至今。其中炉膛风帽布置在水冷布风板上，错列布置，共974个，为上锅厂专利的大直径T型风帽。风帽钟罩采用耐热不锈钢1Cr25Ni20(310S)，出口为四个直径是Φ57*7.5大直径下倾出风口；芯管采用不锈钢1Cr18Ni9Ti(304)，直径为Φ89*6，芯管上上下均匀错列布置有Φ13.5的圆形小孔20个。由于炉膛风帽位于炉内燃烧环境最恶劣的地方，长期受到燃料燃烧的高温热影响以及高浓度的床料冲刷磨损，随着机组运行年限增长，风帽缺陷逐渐增多。
二、存在缺陷及原因分析
分析近年来风帽运行出现的缺陷及总结检修经验，目前我厂风帽缺陷主要体现下以下方面：
1、高温碳化变形。由于我厂实际燃烧煤种与设计煤种偏差较大，炉内床温最高值可达950℃，较设计床温880℃高约70℃。处于两侧人孔门附近的风帽及芯管，床料流动性较差，超温现象突出，风帽、芯管烧损碳化，变形开裂较为普遍，如图一所示。
3、芯管磨损及端盖焊缝开裂。由于风帽磨损及为控制床温加大一次风量等原因，部分细小的床料颗粒被反吹至芯管，在芯管小孔位置形成涡旋，造成芯管磨损及发生变形。芯管端盖焊缝受焊接工艺及高温冷热交替影响，焊缝开裂，从而导致风帽与芯管脱离，大量床料直接从芯管漏进一次风室。如图三所示。
三、改进及优化措施
经专业技术人员分析讨论，对风帽及芯管出现的缺陷及形成原因进行深入研究，提出以下改进及优化措施：
1、更换芯管、端盖及风帽约200组。结合风帽断裂漏渣缺陷及检修台账记录统计，炉内#1~#3回料器返料口及两侧人孔门区域为风帽缺陷多发区，利用大修机会对该区域约200组芯管炉内段（原更换芯管新增焊口上方段）进行更换，配套更换端盖、风帽。对其他区域风帽、芯管进行检查，缺陷处理。
2、对新更换的芯管端盖顶销进行优化，由圆柱型销子改为椭圆柱型端盖，配套风帽连接处进行相应改型。此措施针对芯管端盖顶销与风帽焊缝开裂后风帽自转导致芯管断裂缺陷，改进后由于是椭圆结构，即便该部位焊缝开裂，风帽也不能形成自转。如下图六所示。
图七
4、在风帽与芯管间加焊固定加强筋，Φ10,不锈钢310S。加强筋焊接于风帽与芯管之间，每个风帽2支，对称布置，考虑到热膨胀，加强筋保留一定弯曲度。风帽与芯管通过加焊固定加强筋，一方面可防止风帽自旋，另一方面加强了风帽与芯管的整体刚性，防止风帽受力不均。如下图八示。
图八
四、施工质量控制
针对局部更换芯管、端盖及风帽工作，制定以下施工质量控制措施，确保检修质量合格。
1、先将风帽头磨出，沿原芯管更换焊缝位置定为芯管更换切割线进行切割，切割时需确保切割线平直，将旧焊缝切除干净。切割后必须要用内涨式自动坡口机切出坡口，坡口角度为30°，并对内侧打磨干净。
2、切出后检查芯管底座，出现碳化、变形等情况的需要进一步扩大更换芯管下段。开好坡口的芯管底座应行列进行拉线检查定位，确保横竖都在同一平面上，杜绝出现芯管安装高低不平的现象。
3、检验芯管备品，光谱校验材质合格，确保芯管尺寸合适，各配合尺寸在误差范围之内，满足安装要求。备品坡口内外打磨干净。
4、将备品芯管与底座进行对口焊接。焊接前预留3-4mm间隙，焊接时在芯管管口用水平尺多方向用水平尺打水平，必要是用手锤轻敲校正并点焊定位牢固。采用A312焊条进行焊接，焊缝饱满，无错口、折边、咬边、夹渣等情况，焊接完毕统一组织对此焊缝进行检查，在芯管内外侧检查焊缝无缺陷后再进行下一步焊接，可抽样对个别焊缝进行着色检查，确保无焊后裂纹等缺陷。最后，对每个芯管焊缝四周均布焊接三条加强筋进行加固。
5、端盖放置定位。将端盖压进备品芯管加工槽后放置牢固，注意放置水平。由于端盖具有方向性，放置好后需要行向拉线对端盖顶部椭圆销进行定位，确保销子在同一直线上，确认后点焊固定。
6、端盖及备品芯管进行焊接。采用A402焊条进行焊接，焊接时确保芯管与端盖焊接饱满，焊缝高度不应高于芯管管口端面，否则应打磨平整。焊接完毕统一组织对此焊缝进行检查，检查端盖焊缝无缺陷后再进行下一步焊接，可抽样对个别焊缝进行着色检查，确保无焊后裂纹等缺陷。
7、风帽头安装就位及焊接。将风帽头套入芯管，端盖销子压入到位后将风帽头与椭圆销进行焊接，焊条采用A402，焊缝饱满，无夹渣、虚焊、咬边等情况，焊接完毕静置24小时再统一组织对此焊缝进行检查，防止延时裂纹，可抽样对个别焊缝进行着色检查。
8、焊接风帽芯管加强筋，焊条采用A402，焊缝要求饱满，无夹渣、虚焊、咬边等情况。
五、总结
经过不断的摸索及经验总结，通过对风帽芯管端盖顶销优化改造、对芯管端盖及芯管端部增设焊接坡口、在风帽与芯管间加焊固定加强筋、加强风帽检修质量控制等一系列措施后，炉膛风帽磨损情况得到明显改善，一次风室漏渣现象大幅度减少，机组运行安全性及经济性取得较大提高。