0 引言

循环流化床锅炉在运行过程中，播煤粉口由于堆积煤粉、煤泥导致烧损变形，进而造成浇注料脱落，水冷壁管磨损加剧，直接影响锅炉的安全稳定运行。本文针对内蒙古京泰发电有限责任公司（以下简称京泰电厂）300 MW循环流化床锅炉播煤粉口烧损变形问题进行原因分析，并对播煤粉口进行改造，为同类型锅炉播煤粉口缺陷问题处理提供借鉴。

1 设备简介

京泰电厂2×300 MW机组循环流化床锅炉型号为DG1089/17.4-Ⅱ1型，前墙布置8个播煤粉口，原设计采用厚度为20 mm的ZG5Cr24Mn8Ni4Si2NRe不锈钢板焊接成型^[1]。由于播煤粉口经常处于980 ℃以上的高温环境，烧损变形十分严重，且播煤粉口周围耐火材料由于钢板变形挤压而脱落，致使水冷壁管裸露在烟气中，存在极大的磨损泄漏风险。后采用厚度为25 mm的ZG5Cr24Mn8NiSi2NRe不锈钢整体浇铸的高铬耐磨衬套，但以上问题仍未得到根本解决。

2 播煤粉口损坏变形情况 2.1 损坏情况

2014年京泰电厂对1号、2号锅炉进行停机检 查，发现播煤粉口钢板严重变形，如图 1、图 2所示。

2.2 原因分析

导致播煤粉口烧损变形，外在原因为：机组大量掺烧煤泥，而煤泥黏性较大^[2]，易在播煤粉口积聚，煤粉还未进入炉膛就已经在播煤粉口燃烧，加剧了播煤粉口钢材的高温变形^[3]。内在原因为：播煤粉口钢板长宽尺寸较大，而厚度较小，运行温度升高后，受热不均匀，导致热膨胀不同步，钢材内部产生了较大的拉应力，在拉应力作用下钢材发生不同程度的变形，甚至开裂。另外，奥氏体耐热钢在高温运行环境中组织发生变化，晶粒粗化，沿晶界析出大量块状及条状脆性相，且碳化物析出量增多；大体积脆性相的析出，使材料脆性增加，韧性降低，最终发生开裂。对烧损的播煤粉口母材基体进行金相检测，其显微组织为铸态奥氏体（见图 3）。

3 播煤粉口改造

针对1号、2号锅炉播煤粉口烧损变形情况，京泰电厂提出以下改造方案。

3.1 接入冷却风系统

在播煤粉口左右两侧各引入1路温度80 ℃、压力40 kPa的高压流化风，以降低播煤粉口钢材的运行环境温度^[4]。主管道采用2种规格管材，分别为外径133 mm、厚4.5 mm和外径219 mm、厚4.5 mm；分支管道为外径57 mm、厚3.5 mm。冷却风系统图见图 4所示。

3.2 落煤管上加装空气炮

在落煤管上加装空气炮，设置为定时自动启动，使煤粉可顺利进入炉膛，减少煤泥在播煤粉口的滞留时间，从而降低播煤粉口的运行温度。空气炮加装在每个落煤管49°的弯度斜角处^[5]，在落煤管斜坡左右两侧开孔（直径108 mm），将不锈钢喷嘴嵌入落煤管斜坡上方，喷嘴朝下。根据锅炉掺烧煤泥及落煤管堵煤情况，可调整空气炮运行周期。京泰电厂1号、2号锅炉落煤管空气炮定时运行周期分别为30 min和40 min。

3.3 播煤粉口结构改进

1号锅炉播煤粉口采用自由滑动式结构（见图 5），顶板、底板受热时自由膨胀、互不影响，从而减小钢材内部的拉应力，提高钢材使用寿命。材料选用Cr25Ni20MoMnSiNRe，该材料中添加微合金元素Nb、Ti、Cu、N、B等，这些微合金元素在奥氏耐热不锈钢高温服役过程中以析出相的形式弥散析出，从而提高了不锈钢的高温使用性能^[6]。

2号锅炉播煤粉口采用整体铸造结构（见图 6），材料选用铁基稀土高铬双相钢钢板，该材料具有优良的耐高温、抗氧化、抗热冲击、耐磨性及可焊性等性能，能够耐高温1300 ℃，且在1300 ℃工况下耐磨、耐冲刷。

4 改造效果

2015年7月—8月，京泰电厂分别对1号、2号锅炉播煤粉口进行了改造，改造后的实物图分别见图 7—图 10。

改造后，落煤管堵煤次数明显降低，2台锅炉由每天5~6次减少至每月1~2次；播煤粉口运行正常，停机检查未发现播煤粉口烧损变形现象。同时，播煤粉口壁温明显降低，改造前后对比数据见表 1、表 2所示。

5 结束语

经播煤粉口改造后，京泰电厂2台锅炉运行稳定，停机检查时未发现因播煤粉口烧损变形导致的耐火材料脱落现象，减少了频繁检修播煤粉口带来的材料、人工浪费，降低了生产成本，提高了机组运行的安全性和经济性。