1、锅炉概况
中铝河南分公司热力厂9#锅炉于2004年6月由无锡锅炉厂生产，额定蒸发量160t/h，属中压煤粉锅炉，自然循环、固态排渣，制粉系统为钢球磨煤机中间仓储式乏气送粉。锅炉主烧煤义马烟煤约占75%，挥发分>28%，灰分20%～30%；25%的配煤为地方贫煤，挥发分为15%左右，混合煤发热量为17963 kj/kg，锅炉投运后，运行状况良好。受市场及管理等因素影响，锅炉燃煤品种多变；同时，随着该公司70万t氧化铝的建成投运，锅炉产能不足，对锅炉进行提产改造也迫在眉睫。为满足生产需求，2005年10月该公司对9#锅炉进行了提产改造，锅炉额定蒸发量提高到190t/h。锅炉出力提高后，其中过热器低温段过热器纵向排数由12排减到8排，面积由404m2减至269m2，高温段过热器顺列布置没有变动，此处过热器烟速由10m/s提高为12.4m/s，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料。
9#锅炉提产改造后，2006年1月出现2次二级过热器爆管，2008年1月和4月出现3次高温段过热器爆管，且爆管点较多。锅炉因此停炉，影响了氧化铝生产，也造成受热面设备检修费用上升，检修工作量增大，运行费用提高。针对9#锅炉过热器爆管情况，厂技术开发科等单位组织相关人员对爆管的主要原因进行分析查找。
2、锅炉运行中存在问题
94锅炉提产改造后的初期，锅炉运行较为稳定，运行负荷基本在160—180t/h。在2008年元月发生的过热器爆管事故中，爆管主要集中在过热器高温段中间部位，过热器从右（东侧）数第36、37、38、39排共8根泄漏，第39排在上水检查时又漏3根。从现场情况来看，过热器爆管面积大，磨损严重。高温段过热器管排从左数l—10排，从右数1—10排上部距顶棚100~200mm处管子有不同程度减薄，其他部分管子厚度基本正常。同时，高、低温段过热器夹道内有积灰情况。
检查中计算机显示，炉膛出口烟温800一900℃，主汽温(430±l0)℃均在正常范围；锅炉运行中曾偶尔出现短时碱度偏高、水温低情况，但蒸汽品质合格；煤质分析报告中显示发热量低，灰分高；在锅炉高温段过热器处未安装吹灰器，不利于吹灰工作。锅炉过热器的频繁爆管停炉也为该厂的节能工作造成不利影响。
3、过热器爆管原因分析
3.1常见影响锅炉过热器爆管的因素
(1)化学监督不严，汽水分离器结构不良或有缺陷，使蒸汽品质变坏，过热器管内结垢，使管壁过热。
(2)由于运行工况或煤种改变，引起汽温升高未及时调整。
(3)由于减温器故障，使蒸汽温度分布不均，局部过热。
(4)在启动过程中，排大气门开度太小，蒸汽量不足而引起过热器管过热。
(5)过热器管安装不当，制造有缺陷，材质不合格，焊接质量不好。
(6)吹灰器安装不当，吹损过热器管。
(7)过热器局部堵塞，飞灰磨损严重。
(8)运行年久，超过检修周期，管材蠕胀变形严重。
(9)设计结构布置不合理，受热面过大，蒸汽分布不均匀，蒸汽流速过低，引起管壁温度过热。
此外，锅炉过热器结焦，锅炉因煤质或调整不当引起炉膛、过热器结焦，导致过热器局部过热、磨损而爆管。煤粉细度过大没进行适当控制而不按规定控制或控制不当时，而引起煤粉过粗，煤粉燃烧不完全，从而导致飞灰颗粒增大，磨损增加，引起过热器磨损爆管。
3.2锅炉燃煤特性
该厂锅炉燃烧煤含灰分实测值偏高，同时收到基低位发热量较低，属劣质烟煤，若减少配煤，往往导致灰分上升较多。
3.3锅炉运行主要技术参数
3.4过热器爆管原因排查
各台锅炉过热器基本实现定期检查或更换，运行维护也基本到位。9#锅炉提产改造后，锅炉运行中曾出现碱度偏高、水温低情况，但现场检查未发现过热器管内有结垢或局部堵塞问题；减温器使用正常，未出现故障，不具备局部过热情况；锅炉各次启动均按照程序，排大气门开度适当；对过热器管安装检查焊接情况良好，其材质采用了12CrlMoVG；煤质分析报告中显示锅炉用煤发热量低，灰分高；在锅炉现场检查，大片过热器管壁磨损严重，同时局部有部分积灰且二级过热器处未安装吹灰器。
2006年曾对高温段过热器泄漏补焊一次，此次就有一根高温段过热器补焊点旁磨薄处爆开大孔，从爆管的情况来看，中间局部管磨损严重。
锅炉提产改造后，负荷从140~150t/h提高到170一180t/h运行，过热器处烟速接近临界点，排烟浓度也较高。原设计锅炉额定负荷160t/h高温段过热器烟速为lOm/s，基本适宜；锅炉提产后，高温段过热器没有变动，此处因负荷上升烟速提高为12. 4m/s而达到设计上限。若煤质差、灰分高，或高、低温段过热器夹道内积灰严重、夹焦，易导致局部烟速上升，超出设计上限，磨损加重。
由于该厂在减少地方配煤情况下，锅炉实际燃煤中含有较多的灰分，比校核煤种大得多，烟气中的飞灰冲刷过热器后造成受热面磨损，特别是对流受热面，在该区域内灰粒已开始硬结，而且直接冲刷在受热面表面，受到磨损的影响最大。
锅炉尾部受热面积灰，过热器堵灰。吹灰器的安装使用在解决锅炉尾部受热面的积灰、提高锅炉安全运行等方面都有较好的效果，但若运行维护跟不上，会引起锅炉尾部受热面的积灰，导致受热面局部磨损。从现场情况来看，其他地方均布置有吹灰器，效果较好，而高温段过热器处未安装吹灰器，此处形成部分积灰、堵灰也成必然。
从以上情况分析，煤质差、烟速高积灰磨损是导致过热器爆管的一些重要原因，而飞灰磨损是过热器爆管的主要原因之一。．
高温段过热器的材质采用了12CrIMoVG，规格是∮42×3.5。对于锅炉提产后，因烟速提高，材质不变时，磨损加快，壁厚显然也偏小。
3.5针对设备磨损问题的分析
有关资料表明，燃料中存在的灰分在烟气中对锅炉尾部受热面的磨损有较大影响，在选择对流受热面烟气流速时，必须考虑磨损问题。该厂配煤的不稳定，就更应注意。
锅炉受热面被磨损量．，与飞灰运动速度的三次方成正比。烟气流速提高1倍，则磨损速度提高8倍。
9#锅炉出力提高后，高温段过热器确没有改动，按校核煤灰分，运行负荷接近180t时，可算出高温段过热器烟速应在1.1~12. 4m/s，配煤少、灰分偏高时，高温段过热器烟速会更高。
由于磨损与速度的三次方成正比，经计算，高温段过热器烟速由过去的9m/s提高到现在的11.5 m/s，磨损量提高到2.08倍，显然运行中高温段过热器设备使用寿命减半；若按额定数据计算，磨损量则提高到1.9倍。
有灰燃料烟气的极限流速进行推荐时，一般考虑折算灰分A，计算公式为：A=10000×(Aar／Qar)按运行煤灰分28%计算，该厂的折算灰分为
14. 7%。
按有灰燃料烟气的极限流速推荐值可知：当折算灰分为14% ~17%时，过热器烟气的极限流速推荐值为12m/s；当折算灰分A。“为21%一24%时，推荐值为llm/s。9#锅炉额定负荷190t/h选择12. 4m/s，超出了12m/s推荐值，显然锅炉高负荷运行时将大大降低过热器运行寿命。
由于该厂锅炉燃煤灰分大、发热量低，减少配煤时，易导致飞灰浓度大，高负荷时受热面的磨损也大大增加；若设计烟速提高，磨损量呈三次方增加，就必须采取一些防磨措施，以减轻相应受热面的磨损。
4、锅炉尾部受热面磨损的防治措施
(1)防磨装置一般是盖上冲压成型的盖板，或在易磨损的地方焊上圆钢条，或是盖上压成钝角的角钢，这三种方法以第一种使用较为广泛。
顺排的过热器若横向管距较大、纵向管距较小，第一排会受到较大磨损，一般要采取一些防磨措施，如采用新型的防磨涂料等。
同时，缩小烟气走廊尺寸，在走廊中加阻流板、阻流棒都可以减少顺流管排的磨损。
(2)减轻受热面磨损还要控制烟气流速，组织好合理的燃烧工况。特别要防止烟气走廊的出现，如管间距要均衡，管子与墙壁的间隙要尽量护板阻断。运行中应减少锅炉漏风，降低漏风系数等。计算表明，过量空气系数由1.2上升到1.3时，磨损增加25%。
(3)降低飞灰浓度，并通过煤粉细度的控制来保证飞灰的细度。受热面采用新型结构和防磨装置，提高受热面部件表面层硬度或使用高锰钢等耐磨金属或其他耐磨材料。
因此，针对该厂情况，高温段级过热器应适当加厚管壁，同时在过热器迎风面上加装防磨盖板，并将高温段级过热器的梳型板适当变窄，尽量减少局部积灰情况。
在设备技改方面，装有防堵灰的机械清灰（或燃气清灰）装置，在解决锅炉尾部受热面的积灰、提高锅炉安全运行、减少管道磨损等方面都有一定的效果。因此，应在烟道积灰多的适当位置上合理布置吹灰器。结合锅炉整体设备的技术改造，应做好过热器的优化设计，采取合理的防磨技术，并合理选择过热器的烟速，以降低磨损，延长设备寿命。
同时加强设备定期清灰、检查、检验、检修及更换工作，加强设备运行技术管理工作及燃烧工况的调整，减少排烟量，减轻受热面磨损，保证锅炉安全稳定经济运行，延长设备运转周期，从而确保锅炉稳压供汽。
该厂9#锅炉通过采取相关改进措施后，如二级过热器采用厚壁管作为受热面，壁管改为∮2×4.5 mm管子，材质改为12CrIMoV，同时在过热器迎风面上加装防磨盖板等，目前设备运行状况良好，各项数据达标，达到了良好的预期效果。
5、结论
(1)煤质变差、高温段过热器烟速偏高、磨损是引起该厂过热器大面积爆管的主要原因。
(2)提高来煤质量，合理配煤，加强锅炉运行调整，加强吹灰打焦，可有效减轻锅炉尾部受热面磨损的程度，从而延长设备使用寿命。
(3)结合锅炉提产改造，易采取加装防磨盖板、安装吹灰装置、增加管壁厚度、提高材质性能并适当降低烟速等措施进行锅炉尾部受热面的防磨改进，以提高锅炉改造后的运行节能效果，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉燃烧的木屑颗粒燃料主要由木屑颗粒机压制生产而成。
相关生物质锅炉颗粒机产品：
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生物质热风空调
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