燃煤鍋爐超溫超壓超負(fù)荷運(yùn)行危害的解決方法

王振芳

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

根據(jù)鍋爐原理中超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)有：主蒸汽品質(zhì)差、鍋爐尾部易產(chǎn)生冷凝腐蝕、鍋爐內(nèi)部水循環(huán)遭到破壞等不利影響；燃煤鍋爐超溫超壓運(yùn)行，可能造成燃煤鍋爐各個(gè)換熱器及管路出現(xiàn)爆管現(xiàn)象。燃煤鍋爐超溫超壓超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)有哪些危害，筆者簡單介紹了燃煤鍋爐超溫超壓超負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生的原因及處理方法。

1 燃煤鍋爐超過額定壓力運(yùn)行危害

當(dāng)燃煤鍋爐的主蒸汽壓力超過設(shè)計(jì)時(shí)的額定壓力時(shí)，簡稱為超壓運(yùn)行，鍋爐超壓運(yùn)行時(shí)的危害有：①燃煤鍋爐設(shè)備的水冷壁、屏式過熱器、過熱器等金屬管可能會(huì)發(fā)生變形，當(dāng)超壓運(yùn)行過大時(shí)，燃煤鍋爐設(shè)備的水冷壁、屏式過熱器、過熱器等金屬管可能發(fā)生爆管、嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鍋爐爆炸；②連接管子的焊口，在超壓時(shí)可能會(huì)使焊口產(chǎn)生裂紋，而導(dǎo)致管內(nèi)蒸汽的泄漏，嚴(yán)重時(shí)甚至造成危害；③超壓蒸汽對(duì)噴嘴和汽輪機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

2 燃煤鍋爐超過額定溫度運(yùn)行危害

燃煤鍋爐輸出主蒸汽的溫度超過其設(shè)計(jì)時(shí)的額定溫度的時(shí)候，簡稱鍋爐超溫運(yùn)行，這時(shí)產(chǎn)生的危害有：①鍋爐本體的金屬材料，運(yùn)行溫度超過了設(shè)計(jì)時(shí)額定溫度，金屬材料的老化速度會(huì)加快。②金屬材料蠕變損傷速度會(huì)加快，從而導(dǎo)致鍋爐不能正常運(yùn)行。③金屬材料耐久強(qiáng)度會(huì)下降，如12Cr1MoVG材質(zhì)，當(dāng)12Cr1MoVG材料溫度為540℃時(shí)，12Cr1MoVG材料的持久強(qiáng)度為124 MPa；當(dāng)12Cr1MoVG材料的溫度為570℃時(shí)，12Cr1MoVG材料的持久強(qiáng)度下降為85 MPa。由此可見，12Cr1MoVG材料溫度升高了，而12Cr1MoVG材料的持久強(qiáng)度卻降低了，這樣，燃煤鍋爐運(yùn)行壽命縮短，造成運(yùn)行成本增加。④第三、第四級(jí)過熱器煙氣側(cè)的管道容易發(fā)生高溫，從而造成管道被腐蝕。隨著蒸汽的溫度逐步升高，會(huì)導(dǎo)致過熱器的金屬強(qiáng)度也在逐步下降，過熱器使用壽命縮短，不利于燃煤電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行，所以對(duì)燃煤鍋爐蒸汽調(diào)溫控制是必需的。⑤燃煤鍋爐水冷壁積灰或者結(jié)焦，導(dǎo)致燃煤鍋爐換熱器溫度過高爆管。⑥再熱氣溫的調(diào)節(jié)同樣也會(huì)對(duì)主蒸汽溫度有影響。

3 燃煤鍋爐超過負(fù)荷長時(shí)間運(yùn)行的危害

由鍋爐運(yùn)行原理可知，燃煤鍋爐的蒸發(fā)量分為額定蒸發(fā)量和最大連續(xù)蒸發(fā)量兩種情況，當(dāng)燃煤鍋爐出力高于最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)，其危害性主要有：①增大蒸汽流量，蒸汽流動(dòng)阻力增大，鍋爐設(shè)備承受的壓力也會(huì)升高，燃煤鍋爐設(shè)備的承受力就會(huì)改變。②超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致燃煤鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)流速不斷地增大，工質(zhì)流動(dòng)的阻力也會(huì)相應(yīng)地增大，這就會(huì)對(duì)水循環(huán)產(chǎn)生不利的影響。③由于超負(fù)荷運(yùn)行，燃煤鍋爐的蒸發(fā)量勢必要增大，如果設(shè)備排污不夠及時(shí)，會(huì)加快鍋爐的結(jié)垢速度，可能造成超溫等問題。④超負(fù)荷運(yùn)行將導(dǎo)致蒸發(fā)面負(fù)荷和蒸汽空間容積負(fù)荷都增大，飽和蒸汽含水量將增大，從而蒸汽品質(zhì)下降，汽輪機(jī)作功能力受影響，導(dǎo)致汽輪機(jī)末級(jí)腐蝕等問題。

4 燃煤鍋爐超溫超壓超負(fù)荷的原因

燃煤鍋爐管路由于超溫等原因而導(dǎo)致鍋爐爆管。在現(xiàn)場燃煤鍋爐爆管事故的檢驗(yàn)中，查出了由于燃煤鍋爐的四管(其中水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器)金屬過熱所致燃煤鍋爐爆管事故占燃煤鍋爐爆管事故總數(shù)的30%左右，磨損性原因和耐受腐蝕性原因所致燃煤鍋爐爆管事故各占大約15%，管的焊接質(zhì)量不符合要求占燃煤鍋爐爆管事故大約30%，其他的原因則只有大約15%。

4.1 煤水比出現(xiàn)了問題

對(duì)于燃煤直流鍋爐而言，煤粉與給水的比例出現(xiàn)失調(diào)，導(dǎo)致汽水分離器出口蒸汽溫度異常；如果使用不同煤礦的煤，由于煤粉的發(fā)熱量不同，雖然煤水比正常，也會(huì)出現(xiàn)超溫問題；如果燃燒器的傾角改變，導(dǎo)致爐膛火焰中心位置發(fā)生改變，也會(huì)影響鍋爐各個(gè)換熱面，導(dǎo)致鍋爐超溫問題；如果磨煤機(jī)磨得煤粉粗細(xì)差別大，或者一次風(fēng)送粉均勻度發(fā)生改變，也會(huì)導(dǎo)致燃煤鍋爐出現(xiàn)超溫。

4.2 給水溫度和吹灰器的影響

如果燃煤鍋爐給水溫度高了，將會(huì)導(dǎo)致燃煤鍋爐超溫；如果燃煤鍋爐使用的煤粉含灰分大，吹灰器不能及時(shí)清灰，使?fàn)t膛內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重積灰，導(dǎo)致水冷壁管壁溫度過高，出現(xiàn)燃煤鍋爐的超溫問題；如果煤粉燃燒不徹底出現(xiàn)結(jié)焦，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐超溫運(yùn)行。

4.3 尾部煙道擋板開度影響

鍋爐尾部煙道的煙氣擋板是控制鍋爐尾部受熱面的換熱量，如果鍋爐尾部煙道的煙氣擋板開度發(fā)生變化，導(dǎo)致低溫過熱器或者低溫再熱器換熱異常，導(dǎo)致燃煤鍋爐超溫運(yùn)行。

4.4 負(fù)荷變化影響

根據(jù)用戶負(fù)荷的變化，需要不斷調(diào)整電廠的負(fù)荷，這樣鍋爐負(fù)荷也要發(fā)生變化，如果負(fù)荷降低，需要的蒸汽量降低，如果沒有及時(shí)調(diào)整燃煤量，就會(huì)導(dǎo)致燃煤鍋爐出現(xiàn)超溫超壓現(xiàn)象。

4.5 高過減溫水變化的問題

高溫過熱器減溫水控制失靈，可能出現(xiàn)減溫水量減小，出現(xiàn)主蒸汽超溫超壓現(xiàn)象，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，過熱器長時(shí)間工作在超溫超壓狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致過熱器老化，影響過熱器的使用壽命。

5 燃煤鍋爐超溫超壓超負(fù)荷的解決方法

燃煤鍋爐出現(xiàn)超溫、超壓和超負(fù)荷等問題，如何避免問題的發(fā)生以及如何處理這些問題。都是關(guān)乎燃煤鍋爐運(yùn)行安全的問題，必須加以重視。

5.1 煤水比問題的處理

出現(xiàn)燃煤鍋爐的超溫現(xiàn)象，如果是煤粉和水的配比出現(xiàn)了差異，調(diào)節(jié)煤粉比；如果是使用了不同煤礦的煤，因發(fā)熱量不同，需要改變煤水比，直到主溫度達(dá)標(biāo)。

5.2 燃煤鍋爐過熱器超溫處理

在對(duì)鍋爐整體設(shè)計(jì)時(shí)，如果存在鍋爐內(nèi)溫度高，水汽運(yùn)轉(zhuǎn)不暢，受熱面結(jié)構(gòu)布置不合理，水蒸氣流量低的情況都會(huì)引起過熱器超溫。在電廠鍋爐的檢驗(yàn)過程中如出現(xiàn)異物堵塞，屏式過熱器聯(lián)箱隔板倒了等情況，會(huì)造成工質(zhì)流動(dòng)不暢，造成過熱面超溫，管體的爆裂。在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)由于燃燒溫度控制不當(dāng)，火焰偏斜、火焰上移、一、二次風(fēng)配比不夠、燃燒不完全導(dǎo)致在煙道中產(chǎn)生二次燃燒、蒸汽流量控制不足、降低溫度和加熱器減速停止不當(dāng)、高壓加熱器投入效率低等情況，也可能會(huì)直接造成高壓加熱器管路的溫度超標(biāo)。除此之外，我們還要特別注意，要提高鍋爐給水質(zhì)量，避免出現(xiàn)流動(dòng)阻塞，不影響過熱器傳熱。做好對(duì)鍋爐進(jìn)行燃燒與調(diào)節(jié)，防止鍋爐火焰中心的傾向偏斜。注意控制鍋爐的磨煤系統(tǒng)，控制煤粉顆粒的大小，合理使用一、二次風(fēng)的量及配比，防止煤粉在燃燒時(shí)產(chǎn)生結(jié)焦，減少受熱偏差，防止鍋爐后尾部重新燃燒，從而保證鍋爐的給水品質(zhì)以及運(yùn)行中的汽水品質(zhì)合格。

5.3 噴水減溫問題的處理

鍋爐超溫如果是噴水減溫的問題，要查找是一級(jí)噴水減溫還是二級(jí)噴水減溫的問題，如果確定就查找是閥的問題還是控制系統(tǒng)的問題，具體措施是在使用前應(yīng)將主機(jī)上相應(yīng)的降壓和減溫水調(diào)解閥門切換到手動(dòng)，適當(dāng)?shù)亟档蜕?、減負(fù)荷的速度，防止發(fā)生主汽車過熱，及時(shí)與維護(hù)人員進(jìn)行處理。

5.4 燃煤鍋爐超壓超負(fù)荷處理

出現(xiàn)此類問題時(shí)要找出引起它的原因，查找超壓根源是什么？是燃煤的問題還是給水的問題，調(diào)整煤水比；如果是負(fù)載增加，那就要采取降負(fù)荷的方法解決；如果是給水量引起的，就要降低給水量。

5.5 鍋爐超溫超壓的處理

如果在鍋爐運(yùn)行時(shí)，管壁受到的液體壓力過高，就會(huì)造成過熱器和再熱器出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，我們就要找出是哪方面的原因?qū)е聣毫^高，比如火焰中心上移，導(dǎo)致蒸汽溫度過高引起壓力增高等等，就要調(diào)節(jié)火焰中心。

6 結(jié)束語

無論是燃煤鍋爐的超壓、過熱、過高溫度，還是超負(fù)荷等情況均可能對(duì)燃煤鍋爐的運(yùn)行造成非常不良的影響。①最重要的一個(gè)問題就是燃煤鍋爐運(yùn)行的安全性，燃煤鍋爐高度超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致蒸汽機(jī)系統(tǒng)在高度超負(fù)荷時(shí)停止，不要一直以為鍋爐擁有了安全防護(hù)閥，就不會(huì)有任何問題，對(duì)鍋爐安全事故要提前預(yù)警，同時(shí)我們必須做出相應(yīng)防護(hù)管理措施及相關(guān)應(yīng)急預(yù)案。②就是這些鍋爐設(shè)備的使用壽命問題，縱然我們的鍋爐設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)超負(fù)荷的運(yùn)行沒有問題，但鍋爐設(shè)備的使用壽命將會(huì)大幅度的縮短，影響整個(gè)電廠的運(yùn)行，也可能影響到工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此，燃煤鍋爐的正常運(yùn)行負(fù)載應(yīng)盡可能地控制在正常所需允許的范圍內(nèi)，保障電力供給，讓生產(chǎn)順利進(jìn)行，造福人民。