電站鍋爐中采用四角布置直流燃燒器，一般情況下噴口附近的水冷壁管子容易發(fā)生局部磨損。其特征是：局部磨損面積比其它受熱面(過熱器、省煤器等)管子大；磨損面減薄后在管內(nèi)高壓爐水作用下翻開，呈開窗狀泄漏點，造成大量爐水噴入爐膛。如果泄漏發(fā)生在上一次風(fēng)噴口附近，則爐膛火焰馬上被水澆滅；如果泄漏發(fā)生在下二次風(fēng)噴口附近，也會因為鍋爐保持不了水位而被迫緊急停爐。所以對于單元制機(jī)組來說，噴口附近的水冷壁磨損會造成停爐停機(jī)事故，給電網(wǎng)的安全帶來威脅。

　　1噴口附近水冷壁磨損實例

　　牡丹江第二發(fā)電廠HG410/1009型鍋爐，四角切圓燃燒，在上二次風(fēng)噴口右側(cè)的水冷壁上發(fā)生過局部磨損曾引起泄漏，泄漏面積(長×寬)170mm×45mm，導(dǎo)致停爐停機(jī)事故。

　　水冷壁規(guī)格φ60×5mm，局部磨損發(fā)生在噴口右側(cè)第4～8根水冷壁管子上；磨損長度在130～340mm范圍內(nèi)，離噴口較遠(yuǎn)的第8根管子磨損面積較大，反之則較小；除第8根管子爆管，其余4根管子磨損最深已達(dá)1.8～3.0mm；磨損面下線基本與上二次風(fēng)噴口下傾角度線對應(yīng)。

　　一、二次風(fēng)噴燃器采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼板焊制成，廠家設(shè)計的一、二次風(fēng)速(冷態(tài))分別為23～23m/s和44～46m/s。噴口檢查：一次風(fēng)噴口正常；二次風(fēng)噴口上邊左側(cè)已經(jīng)燒毀變形，并向下塌腰(最大約40mm)，噴口左側(cè)鋼板向水冷壁變形約10mm，噴口里面接口處的二次風(fēng)管上下左右都已經(jīng)變形，呈波浪狀。

　　2原因分析

　　2.1噴口出口射流與水冷壁的夾角

　　直流噴燃器以一定角度布置在爐膛四角上，在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的作用下，噴口出口射流兩側(cè)的補(bǔ)氣條件是不一樣的，形成作用于射流側(cè)面的壓力差，使射流向壓力較低一側(cè)偏轉(zhuǎn)，因此噴口出口射流兩側(cè)與水冷壁之間的夾角，分為小角和大角。做爐內(nèi)空氣動力場試驗，在設(shè)計工況下測得爐內(nèi)實際旋轉(zhuǎn)速度圓大小為φ5.50～6.25m，噴口出口大、小夾角分別約為31°和4～5°?？梢娦〗莻?cè)氣流根部距水冷壁很近，如果操作不當(dāng)或爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)速度圓直徑偏大，氣流就要沖刷水冷壁。

　　2.2噴口處的溫度

　　在鍋爐額定負(fù)荷下，測試下二次風(fēng)口的溫度：測試探頭在噴燃器內(nèi)距噴口端面1m，熱風(fēng)門全開，測得溫度為320℃；探頭至噴口端面，熱風(fēng)門全開，溫度為540℃，熱風(fēng)門全關(guān)，此時溫度為832℃。爐膛最高溫度在1600℃左右，上二次風(fēng)噴口對應(yīng)中心火焰位置。由此可見，如果鍋爐在額定負(fù)荷下，上二次風(fēng)門全關(guān)時，其噴口處溫度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下二次風(fēng)口的溫度(估計在1000℃左右)。

　　2.3噴口的材質(zhì)

　　噴口采用1Cr18Ni9Ti爐用耐熱鋼板。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗處于溫度相對較低的下二次風(fēng)噴口，也經(jīng)常發(fā)生燒變形的情況?？梢?Cr18Ni9Ti只適用于溫度在600℃以下的工作環(huán)境。

　　2.4二次風(fēng)氣流主導(dǎo)作用

　　二次風(fēng)射流噴出后，不斷卷吸周圍的空氣，因為二次風(fēng)風(fēng)速較高，大約是一次風(fēng)的2倍，所以也不斷卷吸位于上下的一次風(fēng)粉混合物。如果二次風(fēng)刷墻，則卷吸的煤粉就會磨水冷壁，管子的磨損量與煙氣流速成3次方，因此噴口附近水冷壁的磨損一般都發(fā)生在二次風(fēng)附近。從水冷壁磨損的情況可以看出，磨損位于二次風(fēng)射流的下邊(再下面是上一次風(fēng))，其磨損面正確地反映了一次風(fēng)中的部分煤粉被卷吸到二次風(fēng)后所留下的痕跡。

　　2.5噴口處水冷壁結(jié)構(gòu)

　　HG410/1009型鍋爐其噴口出口端面深入爐膛僅100mm(與四角頂點的距離)，噴口氣流的根部基本上是貼著水冷壁。當(dāng)出現(xiàn)噴口變形、爐內(nèi)切圓直徑偏大以及操作等原因使氣流偏轉(zhuǎn)時，都可能造成水冷壁的磨損。可見HG410/1009型鍋爐，噴燃器的布置不盡合理。