火電廠鍋爐受熱面失效原因及防治措施探討

景建軍 陳亮

摘要：受熱面作為鍋爐熱能轉(zhuǎn)換的重要組成部分，在其長期服役的過程中，受到各種因素的影響可能會出現(xiàn)受熱面失效的現(xiàn)象，不利于鍋爐的安全穩(wěn)定運行。如果受熱面在運行過程中出現(xiàn)爆管泄露的安全事故，不僅會影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且還會威脅到操作人員的人身安全，所以改善設(shè)備系統(tǒng)的運行環(huán)境非常關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：火電廠鍋爐;受熱面;失效原因;防治措施

引言：鍋爐受熱面作為鍋爐的基礎(chǔ)組成部分，由多個管構(gòu)件組成。在生產(chǎn)活動中擔(dān)負(fù)著給汽、水幾面提供煙氣熱量的作用。所處環(huán)境復(fù)雜、惡劣，即使當(dāng)代科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)，在發(fā)明了如此多種類的新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的情況下也只能緩解鍋爐受熱面管的失效問題，并不能直接解決。因此，我們需要深入地分析鍋爐受熱面管失效的成因，如此才能提出并實施預(yù)防和解決措施。

1.火電廠鍋爐受熱面失效的原因

1.1缺水現(xiàn)象

缺水是鍋爐中最為普遍和危險的事故之一。管道受熱變形、過熱、爆破甚至是鍋爐爆炸都很有可能是缺水導(dǎo)致的。缺水會直接導(dǎo)致鋼管的局部或大部分難以冷卻，使管道壁溫度急劇升高，抗拉能力降低。管內(nèi)汽壓超過應(yīng)力極限，使管道變形、鼓包，直至爆破。

1.2焊縫泄漏導(dǎo)致的受熱面失效

焊接是鍋爐受熱面制造安裝中最為常見的工序，通過焊接的方式將各個零部件連接起來，而受到各種因素的影響會出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷，一旦焊縫存在質(zhì)量缺陷，將會導(dǎo)致受熱面發(fā)生泄漏而產(chǎn)生各種安全事故。焊縫缺陷主要表現(xiàn)為未焊透、咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等形式，多數(shù)原因為焊接工藝不規(guī)范所導(dǎo)致。對焊材的管理不到位，沒有做好烘干處理，焊前沒有對母材表面進(jìn)行清潔處理，都會出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷;焊接的溫度和速度掌握不好，容易在焊縫中出現(xiàn)氣孔;焊接前后熱處理不當(dāng)，會出現(xiàn)焊接裂紋;在檢修工作中如果強力對口會導(dǎo)致殘余應(yīng)力過大，而在運行中由于膨脹不暢就會發(fā)生泄漏。焊縫泄漏是受熱面失效的主要原因之一，所以應(yīng)該加強對焊縫的質(zhì)量控制。

1.3磨損導(dǎo)致的受熱面失效

磨損也是導(dǎo)致受熱面失效的主要原因之一，磨損一般是由于燃燒物燃燒不充分或燃燒物中物質(zhì)含量與設(shè)計參數(shù)不相符，導(dǎo)致煙氣中的堅硬顆粒在較高的流速下與受熱面之間發(fā)生碰撞，從而對受熱面造成磨損。發(fā)生磨損的受熱面表面比較小，金屬組織一般不會發(fā)生變化，只是會磨薄受熱面直至泄露。磨損一般發(fā)生于省煤器煙氣入口和出口處，過熱器和再熱器的煙氣入口處彎頭，燃燒器附近的水冷壁等位置，受到煙氣顆粒的磨損，不僅會降低受熱面的使用壽命，而且會因為管子泄露而發(fā)生安全事故。磨損的程度一般與煙氣流速、顆粒物形狀以及受熱面與飛灰的沖角有關(guān)，煙氣流速越快，磨損越強烈。受熱面與飛灰沖角在30°～45°時，磨損最為嚴(yán)重。顆粒物越尖銳，硬度越高，磨損強度越大。

1.4受熱面管腐蝕

腐蝕分為氧腐蝕和低溫硫腐蝕。氧腐蝕多成因于蒸汽鍋爐的除氧不凈，水中溶解的氧氣由于受熱溶解度變低而逸出，進(jìn)而與金屬在水環(huán)境下發(fā)生腐蝕。一般的鍋爐使用企業(yè)都沒有做好除氧工作，使得省煤器內(nèi)壁、入口端極易被氧腐蝕。補給水的占比越大，管道中水的氧含量也就越大，氧腐蝕也就越嚴(yán)重。鍋爐停用導(dǎo)致的空氣流入也會導(dǎo)致管內(nèi)水膜的氧含量增高從而發(fā)生氧腐蝕。氧腐蝕常出現(xiàn)于鋼管省煤器、給水管附近、上部煙管和下降管。低溫硫腐蝕只發(fā)生在省煤器外壁。成因為排煙溫度過低，關(guān)閉溫度低于煙氣露點，省煤器外壁低溫流含量過高。含硫量高和過熱空氣系數(shù)大都會到時煙氣露點溫度升高，從而使腐蝕的概率升高。

2.火電廠鍋爐受熱面失效的防治措施

2.1雙重保護機制，防止缺水

對于缺水情況，我們要采取雙重保護、多重保護相結(jié)合的方法。保證在一種方法失靈的時候另一種保護機制可以及時、有效的投入使用。首先使用多重的水位保護機制，再設(shè)置排煙溫度過高鍋爐自動停機的保護裝置。這是因為在煙氣溫度過高時極易產(chǎn)生蒸汽含量過高而使水分散失的狀況，為了避免這一情況而設(shè)置自動停機裝置。

2.2焊縫泄露的防治措施

隨著機組容量的增大，焊縫的數(shù)量也相應(yīng)的增加，所以提高焊縫質(zhì)量非常關(guān)鍵。在焊接之前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，加強對焊材的儲存管理，選用正確的焊材，焊前對焊材進(jìn)行烘干處理;構(gòu)建良好的焊接環(huán)境，做好防風(fēng)、防雨措施，消除外界因素對焊接質(zhì)量造成的影響;確保焊接操作人員持證上崗，且熟練掌握焊接工藝;在焊接過程中，嚴(yán)格按照焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，掌握好焊接溫度、速度和手法的控制，保證焊接質(zhì)量;做好焊后熱處理，防止殘余應(yīng)力對焊縫質(zhì)量的影響;做好無損檢測工作，可根據(jù)實際情況采取適宜的檢測方式，以便及時發(fā)現(xiàn)焊接缺陷及時處理;避免在檢修工作出現(xiàn)強力對口的行為，對于存在殘余應(yīng)力的焊縫應(yīng)該采取適宜的措施進(jìn)行處理。

2.3磨損的防治措施

加強對燃煤質(zhì)量的監(jiān)督管理，嚴(yán)格按照設(shè)計參數(shù)選用煤種，避免因為飛灰中顆粒物含量過高而加劇磨損，從源頭最大程度的控制磨損危害;優(yōu)化受熱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理調(diào)整受熱面與飛灰沖角，減少因為角度設(shè)置不當(dāng)而增加磨損幾率;在容易受到磨損的受熱面部位，加裝防磨罩，還可噴涂防磨材料，減少因磨損產(chǎn)生的泄露;加強對受熱面的積灰清理工作，避免積灰過多而形成煙氣走廊;合理布置吹灰器，并定期檢查吹灰器運行狀態(tài)，確保其能夠安全穩(wěn)定運行。

2.4受熱面管腐蝕防范措施

（1）氧腐蝕的防范措施。鍋爐中的氧腐蝕的主要來源是鍋爐用水中的氧。這部分氧很難去除，必須要同時使用化學(xué)除氧和除氧器結(jié)合的辦法。常見除氧器的工作原理是通過增加水的溫度，降低氧化性物質(zhì)在水中的溶解度，使其逸出?，F(xiàn)在還有一些諸如真空除氧和解析除氧的方法由于成本和本身的技術(shù)問題并未推廣?；瘜W(xué)除氧由于所用藥劑的成本過高，一般作為除氧器的輔助方法使用。將化學(xué)藥劑如：聯(lián)胺、DMKO等加入水中達(dá)到除氧效果。（2）低溫硫腐蝕的防范措施。低溫硫腐蝕的防范主要在于控制硫的來源。在鍋爐中，硫元素的主要來源是燃料，使用低硫燃料或者自備脫硫技術(shù)可以有效地減少低溫硫腐蝕現(xiàn)象。與此同時我們還要控制過量空氣系數(shù)，將過量空氣系數(shù)控制在1.05～1.1之間可以有效地減少SO3的生成。提高排煙溫度，配合露點以上的排煙溫度（180～250℃）可以防止省煤器被低溫硫腐蝕。

2.5長時超溫爆管的預(yù)防措施

為減少鍋爐受熱面因長時超溫爆管而導(dǎo)致的失效，可根據(jù)鍋爐燃燒環(huán)境選用組織穩(wěn)定性更好的材料作為受熱面的材料，提高受熱面耐高溫性能;加強對燃煤的管理，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選用煤種;做好對減溫水溫度和質(zhì)量的控制，避免因為水溫過高以及管壁結(jié)垢而導(dǎo)致超溫;控制鍋爐燃燒工況，調(diào)整燃燒參數(shù)，確保爐內(nèi)煙風(fēng)動力場的穩(wěn)定性，避免因為火焰偏移以及出口煙溫過高而造成管壁超溫;加強對受熱面的溫度監(jiān)測，在適宜的位置設(shè)置溫度檢測點，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;在檢修過程中對受熱面材料進(jìn)行取樣檢測，發(fā)現(xiàn)材料老化失效及時更換。

結(jié)束語

綜上所述，受熱面管是鍋爐當(dāng)中的十分重要的組成部分，保證受熱面管的穩(wěn)定運行就是保障鍋爐的穩(wěn)定、安全。為了這一點，相關(guān)的工作人員要嚴(yán)格按照規(guī)定、指標(biāo)來對鍋爐受熱面管進(jìn)行安裝、檢查、使用、維護，保證鍋爐的使用壽命和安全。

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