鍋爐過熱器爆管防治技術(shù)措施

【摘 要】本文主要介紹鍋爐過熱器爆管的原因及防治爆管的技術(shù)措施，為同樣原因引起爆管的鍋爐提供參考。在對鍋爐的非計劃停爐統(tǒng)計中，大多數(shù)是過熱器爆管引發(fā)的，成為造成鍋爐非停的主要原因之一，嚴重影響發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。且頻繁啟停對鍋爐的壽命影響巨大，因此防治過熱器爆管的工作意義重大。

【關(guān)鍵詞】過熱；爆管；非停；防治

兗州煤業(yè)榆林能化有限公司一期DGJ260/9.8-I1型鍋爐是東方鍋爐廠設(shè)計和制造的，采用中速磨直吹制粉系統(tǒng)，四角切圓燃燒、平衡通風、單爐膛倒U型布置的自然循環(huán)煤粉鍋爐。據(jù)統(tǒng)計，2008—2013年本廠三臺鍋爐受熱面共發(fā)生爆漏30次。其中過熱器共發(fā)生爆漏14次，占三臺鍋爐總爆漏次數(shù)的一半，僅2012年就高達6次。因此我廠成立以生產(chǎn)總工為組長的鍋爐防磨防爆小組，加強對機組事故的分析調(diào)查。

1、鍋爐過熱器管爆管的原因

通過查閱本廠過熱器爆管的事故臺帳、運行日志，并結(jié)合有關(guān)技術(shù)資料，進行統(tǒng)計分類，分析認為過熱器爆管的原因主要有以下幾方面：

1.1過熱器超溫

在過熱器的爆管事故中，超溫爆管占的比例最多，超溫的原因歸納起來有三個方面：煙氣側(cè)溫度高、工質(zhì)側(cè)流速低和管材的耐熱強度不夠。出現(xiàn)以上三類情況的原因有：

（1）火焰中心上移。造成火焰中心上移的原因特別多，如鍋爐的漏風、燃燒調(diào)整不當、煤粉變粗、空氣動力場偏斜、爐膛結(jié)焦、給水溫度低等都會造成爐膛出口煙溫升高，由此帶來過熱器超溫；（2）鍋爐啟動和低負荷時，工質(zhì)流速偏低；機組負荷變化，爐膛熱負荷變化速度大，煙溫過高，而管內(nèi)蒸汽流速過低；疏水不充分，形成水塞，導(dǎo)致局部管道蒸汽流量過低，造成管壁超溫爆破；（3）熱偏差。過熱器各平行管中工質(zhì)的吸熱量是不同的。由于鍋爐尺寸很大，煙溫分布不易均勻，爐膛出口處的煙溫偏差增大，致使個別管子的汽溫偏差達50℃～70℃；（4）材質(zhì)不合格。從管子材質(zhì)方面考慮，采用高規(guī)格管子材質(zhì)，提高管子的耐溫性能。我廠的鋼材選用還是比較合理，如過熱器的材料為15CrMoG、12Cr1MoVG鋼，連接件材料采用高耐熱鋼，這就避免因為鋼材選用不當造成爆管。

1.2管壁磨損爆破

（1）飛灰顆粒沖刷磨損過熱器，易發(fā)生在煙氣走廊、煙氣流速突變的位置，如蛇形管排的彎頭及穿墻部位。飛灰進入煙道后隨著溫度的降低，其硬度有所增加，對管壁的磨損就加?。唬?）末級過熱器管夾、定位塊與管子碰磨，引起管子減薄。由于管夾硬度高、管屏在煙氣和管內(nèi)蒸汽流動的作用下反復(fù)振動，引起摩擦而減??；（3）后煙道的后墻處、水冷壁懸吊管靠折焰角為典型的煙氣走廊；爐膛漏風，漏風處流速高；管排排列不夠均勻，形成煙氣走廊，導(dǎo)致這些部位煙氣流速加劇，增加了沖刷作用；（4）設(shè)計的吹灰器離管子距離過小，引起管子吹損。吹灰時漏氣，漏水或吹損受熱面。

1.3腐蝕導(dǎo)致管道失效

過熱器高溫腐蝕，主要發(fā)生在高溫對流過熱器出口部位的幾排蛇形管。高溫腐蝕是由燃燒中的硫和燃料灰分中的堿金屬引起的。

1.4設(shè)計安裝不當

設(shè)計和安裝的質(zhì)量對過熱器的超溫有相當大的影響，表現(xiàn)為：

（1）同屏管數(shù)設(shè)計過多。會使熱偏差增大，這種熱偏差的產(chǎn)生是由吸熱不均和流量不均所致；（2）減溫器設(shè)計不合理。減溫器內(nèi)套設(shè)計過長會影響霧化質(zhì)量，鍋爐啟動初期如果升溫速度過快，噴水量很大，容易引起過熱器產(chǎn)生“水塞”，導(dǎo)致過熱器爆管；（3）鋼材裕度不夠；（4）管內(nèi)有異物堵塞。異物堵塞管道流通截面，汽水無法進行正常的熱循環(huán)，管道冷卻不好，管道長時間過熱，造成爆管。

1.5過熱器內(nèi)壁結(jié)垢

爐水含鹽濃度過高，導(dǎo)致過熱器管內(nèi)壁結(jié)垢；高水位運行時蒸汽帶水，汽水分離裝置有破損，分離效果不好，出現(xiàn)汽水共騰，在過熱器管內(nèi)結(jié)垢。這些原因造成過熱器管壁換熱效果差，溫度升高，導(dǎo)致過熱爆破。

1.6管道應(yīng)力集中

產(chǎn)生應(yīng)力集中主要是由于鍋爐結(jié)構(gòu)及機組啟動中升溫升壓速率控制不當?shù)仍蛟斐傻?。這些情況都會使過熱器升溫過快產(chǎn)生熱應(yīng)力，長期作用在此應(yīng)力下就極易引發(fā)泄漏。

1.7管道焊接不良

焊縫缺陷，有的引起泄漏導(dǎo)致非計劃停運。原因有：焊縫嚴重咬邊、未焊透、焊縫存在砂眼、裂紋、夾渣、熱處理質(zhì)量差、角焊縫應(yīng)力集中等。

2、分析鍋爐過熱器管爆管的原因及防治措施

1.1運行時采取的控制措施

（1）鍋爐啟停時嚴格按啟停曲線進行，控制鍋爐參數(shù)和過熱器管壁溫度在允許范圍內(nèi)；升溫升壓時嚴格按規(guī)程進行，控制好升壓速度。按規(guī)定進行水冷壁下聯(lián)箱排污工作，盡快建立水循環(huán)，及時切換油槍，保證受熱面受熱均勻，杜絕半側(cè)燃燒，消除熱偏差；（2）做好鍋爐燃燒調(diào)整，防止火焰偏斜，注意控制煤粉細度，合理用風，防止結(jié)焦，減少熱偏差，防止鍋爐尾部再燃燒；嚴密監(jiān)視鍋爐蒸汽參數(shù)、蒸發(fā)量及水位等主要指標，防止超溫超壓、滿水、缺水事故發(fā)生；（3）加強吹灰和吹灰器管理，防止受熱面嚴重積灰，當發(fā)現(xiàn)爐膛有結(jié)焦現(xiàn)象，應(yīng)及時增加吹灰次數(shù)，確保水冷壁吸熱良好；（4）為防止鍋爐爐膛漏風，在機組運行時應(yīng)嚴密關(guān)閉爐膛人孔門、檢查孔等等；（5）保證鍋爐給水品質(zhì)正常及運行中汽水品質(zhì)合格等，減少水冷壁管內(nèi)結(jié)垢和腐蝕，強鍋爐水質(zhì)監(jiān)督。當發(fā)現(xiàn)鍋爐水質(zhì)不合格時，應(yīng)增加定排次數(shù)；（6）控制煙氣流速，尤其是煙氣走廊處的煙氣流速，在安裝和維修時，應(yīng)盡量減小過熱器管子與墻之間的距離，同時使管間距離要盡量均等；（7）對長期存在過熱問題的受熱面，加裝熱工溫度測點進行監(jiān)督控制；保證膨脹指示裝置準確。

1.2大小修時采取的控制措施

（1）大、小修中加強管子的金屬檢查，逐個彎頭進行測厚、脹粗測量檢查，發(fā)現(xiàn)有減薄超標、脹粗、結(jié)垢、腐蝕情況，進行更換；（2）當受熱面管子的壁溫在480℃以下，可用20號碳鋼，超過上述值，則要采用合金鋼；（3）保證焊接質(zhì)量。加強焊工自檢，技術(shù)人員專檢及探傷人員探傷的工序；（4）大、小修中要認真檢查管排出現(xiàn)煙氣走廊處，穿墻管和卡子附近。對有卡在蛇形管排中間的異物，一定要認真細致地檢查異物附近的蛇形管有無局部磨損，并把異物取出。

1.3從技術(shù)管理制度的角度

（1）加強預(yù)見性管理。要持續(xù)對設(shè)備事故及時分析處理；掌握受監(jiān)部件的組織變化情況、壽命損耗情況，健全設(shè)備技術(shù)檔案，總結(jié)經(jīng)驗；（2）加強原材料監(jiān)督。領(lǐng)購的合金材料及零部件在使用前，必須進行100%光譜分析，嚴防鋼材錯用。對高溫緊固件備品，使用前進行了100%硬度復(fù)查；（3）及早采取防磨措施。做好防磨工作可以減緩受熱面的磨損。防磨的手段是多樣的，常用的有加裝防磨瓦、涂抹防磨涂料、噴涂防磨層等。

3、結(jié)論

受熱面泄漏是對電站鍋爐來說是一個永恒的主題，研究鍋爐爆管發(fā)生的原因和提出相應(yīng)防范措施具有非常重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義，特別是現(xiàn)在隨著電力行業(yè)的進一步改革，廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)的實施，保證電廠設(shè)備的安全運行具有重要的社會效益和經(jīng)濟效益。