火電廠鍋爐省煤器和過(guò)再熱器泄露的原因分析及防治方法探索

□任 超

一、鍋爐省煤器泄漏的原因及防治方法

(一)磨損機(jī)理和易磨損部位?？紤]到流經(jīng)鍋爐受熱面的煙氣速度比較快，受熱面就會(huì)受到煙氣中具有的不規(guī)則固體顆粒的撞擊和磨削作用。而且如果固體顆粒對(duì)其撞擊的角度處于30° ～50°之間，這時(shí)磨損程度最大。省煤器磨損方式主要有局部磨損和整體磨損。局部磨損造成省煤器泄漏的可能性較大，磨損部位通常在省煤器左右兩組的中部彎頭、兩側(cè)靠近墻壁彎頭、靠近前后墻的管排、錯(cuò)列省煤器順煙氣流向的第二排管以及管卡周圍的管排等。

(二)鍋爐省煤器管的防治。省煤器管爆管后，會(huì)造成給水流量超過(guò)蒸汽流量的不正?，F(xiàn)象;汽包水位降低;省煤器下部灰斗存在濕灰或者有蒸汽冒出;省煤器區(qū)有異聲;，泄露側(cè)煙溫明顯偏低，省煤器后面兩側(cè)煙氣溫差增大等現(xiàn)象。為防止省煤器磨損爆漏，需要采取一定措施來(lái)防止爆漏現(xiàn)象發(fā)生。

1．降低煙氣流速。研究數(shù)據(jù)表明，省煤器的磨損與煙氣流速的三次方成正比，所以要想預(yù)防省煤器受到磨損，要控制煙氣速度。省煤器管的可使用年限為10年左右，一年內(nèi)的磨損程度應(yīng)小于0．2mm。國(guó)外推薦省煤器管束最大允許煙氣流速可知為防止對(duì)流受熱面堵灰，煙氣流速在額定負(fù)荷時(shí)也不小于6m/s。例如600MW 單元機(jī)組，由于鍋爐總吸熱量中一半以上都是過(guò)熱熱量和再熱熱量，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定大小的受熱面積。即使設(shè)計(jì)方案中使用了屏式過(guò)熱器，但是在豎井煙道里設(shè)置一定受熱面是很必要的，因此，剩下的能夠讓省煤器占用的空間是很有限的。要想保證省煤器具有足夠的吸熱量，提高鍋爐效率，而且能夠降低煙氣流動(dòng)速率，避免過(guò)度飛灰磨損，可考慮以下方法:選擇肋片式、鰭片式或膜式省煤器;避免局部煙速過(guò)高，消除煙氣走廊。

2．省煤器直接防磨措施。為了使省煤器可以直接防磨，可采取的措施通常有:單根管上裝置鋼條或護(hù)瓦，彎頭裝護(hù)瓦，整組管子裝設(shè)護(hù)簾等。

3．運(yùn)行防治措施。降低煙氣流速和省煤器直接防磨這兩種防止爆漏措施主要是從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和工藝上進(jìn)行防治。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，省煤器的磨損爆漏也受到運(yùn)行條件的較大影響。省煤器防止磨損的運(yùn)行措施主要包括以下幾個(gè)方面:

(1)控制燃煤。鍋爐燃煤應(yīng)盡量控制接近設(shè)計(jì)煤種，以免使飛灰濃度和煙氣速度增加過(guò)多。

(2)鍋爐出力。使鍋爐的運(yùn)行在額定負(fù)荷的條件下進(jìn)行，注意防止超負(fù)荷運(yùn)行。

(3)煤粉細(xì)度。在運(yùn)行過(guò)程中，把握好煤粉細(xì)度，煤粉細(xì)度R90 不可以太大，防止顆粒大小、飛灰濃度以及顆粒硬度變大。

(4)調(diào)整燃燒?？刂坪萌紵龔?qiáng)度，保證飛灰可燃物的大小和飛灰濃度，調(diào)整飛灰可燃物含量，將其保持在許可的范圍內(nèi)。

(5)減少漏風(fēng)。鍋爐漏風(fēng)能夠?qū)е洛仩t效率下降，煙速上升，不利于減少磨損。堵住漏風(fēng)的措施包括兩方面，一是改善爐墻的施工、檢修質(zhì)量、設(shè)置內(nèi)護(hù)板、使用全焊氣密性爐膛;二是在運(yùn)行過(guò)程中防止?fàn)t膛負(fù)壓過(guò)大，將各處門(mén)、孔關(guān)嚴(yán)，避免發(fā)生冷風(fēng)漏入爐膛中的現(xiàn)象。

二、鍋爐過(guò)、再熱器爆漏的原因及防治方法

(一)過(guò)、再熱器爆漏的原因分析。有很多因素會(huì)造成過(guò)熱器泄漏，比如磨損、超溫和腐蝕等。

1．超溫。檢修記錄的數(shù)據(jù)顯示出，由于過(guò)熱器超溫導(dǎo)致爆管所占比例最大，超溫主要原因有煙氣側(cè)溫度過(guò)高、工質(zhì)側(cè)流速太低以及管材的不耐熱度等。

(1)火焰中心上移。有很多因素都會(huì)引起火焰中心上移，例如鍋爐機(jī)組漏風(fēng)、燃燒調(diào)整不合理(火嘴投停層數(shù)不對(duì)、風(fēng)粉配合度不足)、煤粉顆粒大、煙氣溫度增加，進(jìn)而使得過(guò)、再熱器超溫，并使煙氣通過(guò)的各部位加劇磨損，排煙溫度升高。另外煤質(zhì)不好、爐膛結(jié)焦、高加未投、空氣動(dòng)力場(chǎng)偏斜等均能夠造成火焰中心上移，飛灰含碳量提升。

(2)工質(zhì)流速偏低。在鍋爐啟動(dòng)和低負(fù)荷條件運(yùn)行時(shí)，工質(zhì)質(zhì)量流速比較低，一旦操作不合理就有可能造成超溫爆管，屏式過(guò)熱器最易發(fā)生。

(3)設(shè)計(jì)和安裝不合理。造成過(guò)熱器超溫的原因中，過(guò)熱器設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量是重要因素，比如同屏管安排數(shù)量過(guò)多、火炬行程設(shè)置過(guò)短、減溫器設(shè)計(jì)不合適、噴燃器安裝角度錯(cuò)誤、鋼材裕度不足、管內(nèi)存在異物等。另外爐膛容積熱負(fù)荷、斷面熱負(fù)荷的選擇不合適、未燃帶面積太大等也會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器超溫。

2．磨損。過(guò)、再熱器的磨損位置多存在于煙氣過(guò)道、煙氣流速急劇變化的位置周圍，如蛇形管排的彎頭還有穿墻管，尤其是卡子周圍發(fā)生局部飛灰沖刷磨損的可能性最高。

3．腐蝕。過(guò)、再熱器發(fā)生高溫腐蝕的位置主要在高溫對(duì)流過(guò)、再熱器出口部位的蛇形管上。防止高溫腐蝕的措施有:降低過(guò)、再熱器的壁溫，保持在580℃以下;在低氧條件下燃燒，避免三氧化硫過(guò)多生成，控制高溫腐蝕速度。除此之外，采用滲鋁管也是預(yù)防高溫腐蝕的重要措施。

(二)過(guò)、再熱器管的防治。

1．過(guò)、再熱器管損壞的現(xiàn)象及處理。過(guò)熱器爆管以后，在過(guò)熱器區(qū)域有大量蒸汽噴出的聲音，蒸汽流量不正常地小于給水流量，汽輪機(jī)凝補(bǔ)水量增加，引風(fēng)機(jī)出力增加，煙道兩側(cè)有較大的煙溫差，過(guò)熱器泄漏側(cè)的煙溫較低，過(guò)熱器的汽溫也有變化;再熱器損壞的現(xiàn)象與過(guò)熱器損壞的現(xiàn)象相似，其差別在于，再熱器損壞時(shí)，在再熱器區(qū)有噴汽聲，同時(shí)，汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口汽壓下降。

2．過(guò)熱器管和再熱器管的爆管防治。

(1)高溫腐蝕的防治。溫度能夠影響高溫腐蝕程度，如果溫度過(guò)高的話，腐蝕程度就會(huì)更加嚴(yán)重。而且，腐蝕劑的量也與腐蝕程度有關(guān)，腐蝕劑越多，腐蝕程度越深。通常在燃料允許的情況下，選用升華成分較少的煤，以減輕過(guò)熱器管的腐蝕程度。想將過(guò)熱器管溫度降到500℃以下，使升華灰完全固化以達(dá)到防腐目的并不可行，所以只有控制管壁溫度才是行之有效的辦法，這樣做雖然不能完全防止高溫腐蝕，但可以減輕腐蝕程度，延長(zhǎng)管子使用壽命。

(2)超溫爆管防治。導(dǎo)致超溫的因素包括煙氣側(cè)溫度過(guò)高、管材不耐熱、管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)速度不高。為預(yù)防燃料火焰中心上移引起過(guò)熱器超溫，除了鍋爐設(shè)計(jì)應(yīng)保證爐膛高度外，在運(yùn)行中應(yīng)注意燃燒器的配風(fēng)、內(nèi)外二次風(fēng)的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度;爐膛負(fù)壓不能太大，以避免漏風(fēng);注意調(diào)節(jié)汽溫;同時(shí)應(yīng)注意及時(shí)清除受熱面的積灰和結(jié)焦。還應(yīng)注意不能使鍋爐長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行;過(guò)熱器管材應(yīng)符合要求等。

(3)其他防治。過(guò)熱器范圍需要保持合理的煙速，一般在14m/s 以下。保證過(guò)熱器的制造、安裝以及檢修質(zhì)量、焊接質(zhì)量。在運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視過(guò)熱器的運(yùn)行情況，如果發(fā)生異常應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)和處理，保證過(guò)熱器的正常運(yùn)行。

［1］朱全利． 鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)［M］． 北京:中國(guó)電力出版社，2006

［2］馮明馳．鍋爐設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答［M］． 北京:中國(guó)電力出版社，2004