摘要 ：床層溫度元件位於高磨損 、高溫區域 ，且受熱膨脹等因素容易發生彎曲現象 ，目前普遍存在使用壽命短 ，運行過程中更換難度大等困難 ；爐膛床溫的監視和調整對循環流化床鍋爐起著至關重要的作用 ，本文就床溫元件損壞的多方麵因素進行分析 ，並提出相應的解決方法進行改造 。

關鍵詞 ：循環流化床鍋爐 ；床溫元件 ；帶伸縮節保護套管

  1 概述 ：

龍安熱電一期兩台150t/h超高壓高溫循環流化床鍋爐 ，密向區為一個34797（高）×7680（寬）×4000（深）的燃燒室 ，設計床溫區間為830~930℃ 。床層測溫用的熱電偶型號為 ：WRNN2-436 ，長度為3000mm ，分布在前牆 、後牆各6支 。床溫熱電偶經爐膛底部水冷風室向上直插進入爐膛 ，爐膛內部露出長度400mm 。設計選用的熱電偶套管在高溫流化燃燒工況下中 ，使用不到半年均出現不同程度的損壞 ，對鍋爐燃燒溫度監測和控製造成很大的安全隱患 ，同時大量更換溫度元件也造成了很大的浪費 。

      2 原因分析

2.1爐膛內床溫元件的磨損                 

2017年底我廠停爐檢修期間 ，打開爐膛和水冷風室檢查 ，發現熱電偶伸入爐膛部分的保護套管已嚴重碳化 、脆裂 ，而風室位置的熱電偶全部彎曲 。分析原因 ，我廠鍋爐常年處於滿負荷運行狀態 ，床溫基本控製在900℃左右 ，高溫流化下的床料衝刷力很強 ，床溫熱電偶伸入爐膛內400mm ，直接承受爐膛內流化狀態下顆粒的無規則衝刷 、磨損 。另外 ，發現部分鍾罩式風帽孔安裝時不注意直接對著熱電偶保護套管衝刷 ，加劇了熱電偶的磨損 。而磨穿後的保護套管對熱電偶失去了保護作用 ，由於爐膛正壓的緣故 ，高溫火花通過磨穿的熱電偶套管溫度元件的接線盒處噴出 ，檢修人員無法在鍋爐運行中更換床溫熱電偶的內芯 ，往往隻能等停爐後再處理 。

2.2熱電偶套管在爐膛底板和水冷風室安裝方法不當

熱電偶的保護穿牆套管安裝方式為 ：分別在布風板鰭片和風室底部上焊接固定 ，因未考慮到熱膨脹因素 ，爐膛燃燒後風室受熱膨脹產生位移 ，熱電偶和保護套管承受較大的拉應力和彎曲應力 ，致使風室保護套管嚴重彎曲變形 ，有的套管出現焊接開裂 ，最終熱電偶元件損壞、彎曲 、變形 。開裂後的熱電偶和套管檢修時必須整組報廢更換 。更換時難度很大 ，必須進爐膛和水冷風室對穿牆套管與底板焊接處進行切割分離 ，然後想方設法拆除 ，切除工作量較大 ，且重新安裝時焊接的工程量比原來更大 。

2.3熱電偶套管選取的材質質量不過關

熱電偶套管選取的材質質量不過關 ，無法承受設計溫度要求和多煤種燃燒的環境需要 。原先廠家熱電偶配置的套管材質為SUS321不鏽鋼 ，這種材質在爐膛內耐腐蝕性不夠 ，另外爐膛稍有超溫就無法承受 。以上種種因素影響是造成熱電偶及套管無法正常使用的主要原因 ；給我廠鍋爐的正常運行調整控製 ，帶來很大的安全隱患和威脅 。

3 改進方案與實施

根據以上熱電偶及套管的損壞和破損因素 ，凱時尊龍經過反複探討 ，決定采取多項措施改進 ，並在安裝和維修工藝中進行規範的分項處理 。

3.1  我司采取對插入爐膛內的熱電偶部分 ，增加鍾罩式保護套管的防護方案 ，材質選用某廠GM1型合金（成分 ：Cr26~28.5% 、Mn2.5~3.5% 、Fe餘量 、Ni16~18.5% 、Mo2~3% 、W3.5~5.0% 、Co4~6% 、Cu0.5~1.5%） ，此材料的耐高溫 、耐衝刷及高溫度下防腐蝕性能優越 。保護套管尺寸 ：50mm×10mm ，與穿牆套管進行焊接 ，熱電偶安裝時緊貼鍾罩式保護套管 ，杜絕了空氣的熱絕緣 ，安裝後點爐時查看升溫曲線與增加保護套管前一致 ，說明床溫的熱響應力並未受到影響，同時避免了熱電偶麵對流化狀態下高溫床料的直接衝刷和接觸 ，因而熱電偶的材質隻需考慮耐高溫性能 ，對耐磨性能的要求大大降低 。
  3.2  進入爐膛對床溫周圍的風帽逐一檢查 ，調整風帽的位置 ，確保風帽的出風孔沒有正對床溫熱電偶 ，鍾罩式蘑菇風帽的正確安裝朝向如下圖所示 ：

圖1 測量床溫熱電偶的安裝方法

3.3爐膛風室部分的防護

原華西能源鍋爐廠設計的穿牆保護套管采用整支3000mm焊接在爐膛底部和布風板鰭片上 ，在鍋爐受熱膨脹位移和其他因素作用下 ，無法消除拉應力和彎曲應力 ，造成嚴重彎曲變形 ，損壞熱電偶元器件 。為防止熱膨脹造成的風室熱電偶彎曲現象 ，為消除膨脹產生的應力 ，我廠設計帶膨脹節的風室穿牆保護套管 ，材質選用合金剛GH3030 ，尺寸Φ50mm×10mm ，將保護套管分2段分別焊接在風室上部和下部 ，中間部分留有150mm間隙 ，裁切一段長度200mm左右套管與其中一段焊接 ，另一端活動 ，這樣就基本消除了膨脹應力 。具體改進如下圖 ：

圖2 爐膛熱電偶的安裝示意圖

同時考慮到點火和烘爐時溫度較高 ，又在風室保護套管上焊接V型抓丁 ，塗抹可塑料 ；經改造過的風室保護套管結構簡單 、成本低 、使用壽命長 ，改造後的穿牆保護套管基本可用終生 ，隻需每次停爐時進入風室檢查澆注料磨損情況 ；改造後風室床溫如下圖4 ，左圖 ：帶伸縮節的穿牆保護套管焊接抓丁 ，右圖 ：塗抹可塑料後的形態 。

經過更換套管材質 、在爐膛內部分加設外套合金鋼管 、控製風帽口安裝方向 、水冷風室內套管增加伸縮節工藝等 ，消除了潛在的多處安全隱患和改進了不合理的安裝結構 。

改進後運行近兩年時間 ，鍋爐床溫監測運行正常 ，床溫測點全年投入率達100% 。改造後我廠幾次計劃停爐期間人員進入爐膛和風室檢查 ，所有熱電偶及套管均完好無損 ，隻需對水冷風室套管局部脫落的可塑料稍微修補即可 ，熱電偶和保護套管均可實現長周期運行 。

參考文獻 ：

[1] 華西能源熱工測點布置圖 圖號41ES-10

[2] 華西能源鍋爐說明書 編號 ：41ES-SM