火电厂锅炉受热面爆管及解决方法探讨

火电厂锅炉受热面爆管及解决方法探讨

刘利军

神华神东电力有限责任公司店塔电厂陕西榆林719316

摘要：基于锅炉设计、安装、检修、运行等方面因素形成的缺陷及问题，都会引发火电厂锅炉受热面爆管，因此必须根据以往的经验制定出科学合理的预防措施，才能降低锅炉受热面爆管事故发生的几率。本文主要就火电厂锅炉受热面爆管原因进行深入的分析与探讨，并以此为基础提出了相应的措施和建议。

关键词：火电厂；锅炉受热面；爆管问题；解决措施

引言

由于燃煤火电厂发生锅炉受热面爆管的几率一直较高，因此必须定期对运行的锅炉设备进行安全检查，分析其原因并从根本上促进其安全性的提高。受热面爆管经常出现在水冷壁管道、过热管道、再热管道等处，这些问题的存在对设备的安全稳定运行是极大的安全隐患，同时也限制了发电机组可靠性的提升。

1、火电厂锅炉受热面爆管的原因分析

1.1机械磨损与飞灰磨损因素

机械磨损和飞灰磨损是我们常见的磨损种类。机械磨损指的是管卡或限位装置出现开焊、变形以及支吊架的松动，在锅炉运行过程中出现脱落、晃动引起的磨损。飞灰磨损主要指烟气流速和飞灰浓度超过了设计值，而导致的受热面磨损。本文主要讲述的是引发飞灰磨损的因素：由于煤质变化导致飞灰浓度超出了设计的最高值；由于烟气流场变化而导致的局部烟速过快；由于通流面积减少而引发的局部或者单侧烟气流速过高；炉墙漏灰或漏风等现象；煤粉因燃烧器变形、开裂而飞边吹损。下面是影响磨损因素的公式：

式中：T—为管壁中单位面积磨损量，g/m2；

C—将飞灰的磨损性系数考虑在内，和管束结构以及飞灰性质特征有关联；

η—飞灰撞击到管壁中的几率；

W—烟速，m/s；

μ—烟气当中飞灰的浓度，g/m3；

τ—时间，h。

经过对上述公式的分析可以看出，飞灰磨损造成的影响极为广泛，必须采取积极有效的措施控制烟气流速或优化烟气流场，降低管道的磨损，但是在进行烟气流速控制的过程中，前提是不能降低烟气对流放热系数为原则，保证受热面积不影响机组负荷。

1.2过热造成管壁损坏

在实际运行过程中，如果烟气走廊设计存在缺陷，容易导致受热面结焦、局部过热，进而导致设备老化、受热面爆管事故的发生。造成这种现象的主要原因是设计时没有严格按照设计及运行规范进行燃煤的选择,导致的设备运行工况不良以及事故的发生。

1.3腐蚀因素

锅炉运行过程中常见的腐蚀主要有高温腐蚀、碱性腐蚀以及水侧氧腐蚀等几种。所谓的高温腐蚀主要是由锅炉沉积物中所含有的非硅酸盐杂质发生的化学过程，导致炉管金属磨损而引发的腐蚀，这种现象一般出现在再热器和过热器向火侧外表面；而水侧氧腐蚀则是因为锅炉给水中含有的二氧化碳和氧气所形成的腐蚀电池，造成锅炉内表面保护膜损坏引发的腐蚀；碱性腐蚀则主要指锅炉水中所含有的游离氢氧化钠，经过浓缩或所形成的高浓度的引发的腐蚀现象。

1.4焊接问题

往往新投产的机组在制造或安装过程中，都会存在焊接质量缺陷或钢材内部存有异物等现象，这些都是导致设备运行初期爆管事故发生频率较高的主要原因。在新机组安装或受热面排管更换时，焊接过程中不严格按照操作规程和技术工艺评定进行焊接作业，可能导致锅炉受热面爆管事故的发生；因为工作人员不负责导致管内存留异物，也会导致介质流通不畅、局部过热及爆管事故的发生。

1.5锅炉设计问题

设计过程中水冷壁管定位筋板、过热器以及再热其管排定位卡设计不合理等，都是导致锅炉运行过程中爆管事故发生的因素，过热、再热进汽联箱内节流圈的设置，也会造成流量偏差导致受热面爆管。在设计阶段必须注重热力计算结果并留出足够的裕度，确保后期运行安全。另外，锅炉实际运行过程中，如果减温水系统调节特性较差或烟气调温挡板开关不灵活，也会引发爆管事故。

2、防止火电厂锅炉受热面爆管事故的具体措施

2.1加强火电厂锅炉设计

在进行火电厂锅炉设计的过程中，必须充分考虑锅炉安全运行的问题，才能从根本上避免锅炉爆管安全事故的发生。这就要求参与锅炉设计的工作人员，必须按照锅炉设计规范，科学合理的控制可能引发锅炉运行安全事故发生的因素。设计人员最好有一定的生产运行基础经验，及时掌握锅炉现场特性，设计时才能采取更有效的措施为生产服务，比如在容易超温的受热面布置必要的、足够数量的温度测点，便于运行过程监控和运行工况改善。

2.2提升防磨防爆工作的监督检查工作

防爆防磨小组在进行火电厂锅炉运行状况检查的过程中，重点关注受热面磨损和管系膨胀问题。在检查过程中还需要对管排变形、膨胀受阻、出列以及漏风等现象逐一排查，发现问题及时采取相应措施，提前有效控制，从而有效避免事故，做到锅炉机组状态可控在控。

2.3提高焊接的质量和工艺

焊工在焊接作业前，首先必须对其操作资质进行复核，确保其能够焊接现场使用材料，然后进行严格焊接工艺评定，严格按照安装要求和规范进行流程作业，确保预热、焊接、热处理等工序能够满足设计要求，达到安装规范要求；焊接工作过程中，作业人员必须严格按照焊接工艺评定卡进行作业，且中途不得随意更换人员，保证焊接工作一气呵成；在完成焊接作业之后，金属检验人员必须对焊接质量进行全面的检验（射线、磁粉、超声等无损检测），发现超标缺陷必须重新进行焊接，确保焊口的一次合格率、合格率分别达到98%以上、100%。

2.4加强吹灰的管理，优化受热面的结构

火电厂锅炉检修维护过程中，必须仔细全面进行锅炉吹灰器的检查和维护。在吹灰器吹灰的运行过程中，严格掌握和控制吹灰时间，确保吹灰效果。吹灰器每次吹灰结束后，操作人员应严格按照相关要求进行吹灰器检查。根据锅炉运行的实际状况，在锅炉受热面喷涂耐磨性较强的材料或者覆盖耐磨耐火材料，根据防磨防爆检查情况，发现超标受热面管子及时更换或局部改变结构，在不影响机组带负荷能力的情况下对锅炉受热面结构进行深度的优化和维护，以确保设备的正常稳定运行。

2.5加强机组启停及运行的控制

为有效避免锅炉正常运行期间参数超限现象的出现，必须按照操作规范和要求，严格控制机组启停的升降温和升降压速率，合理控制在材料允许范围以内，避免压力和温度的突升突降情况，这种现象对锅炉设备伤害十分巨大。在机组运行过程中要严肃考核机制的执行，督促运行人员及时进行汽温、汽压调整，避免设备超温超压运行，有效地预防汽压和汽温超限现象发生的几率。

2.6严格执行锅炉停炉期间的保养工作

必须严格按照锅炉停炉保养有关规定和要求，对处于长期停炉状态的锅炉进行防腐维护保养。防腐方面主要是选用合适的保养方法，维护方面主要是对受热面宏观检查、辅助设备定期试转等，保持设备良好状态，并详细记录设备维护保养的全部过程，为后期锅炉运行提供详细的技术资料。

结束语

总之，造成火电厂机组强制停机的主要原因就是锅炉运行过程中，锅炉受热面的爆管失效所引起的。所以，必须充分重视锅炉受热面爆管对火电厂发电机组造成的影响，采取积极有效的措施降低锅炉运行过程中受热面爆管发生的几率，才能保证火电厂发电机组的正常运行。同时在发生爆管后，设备管理、维护和运行人员应该认真分析锅炉受热面爆管的原因，并根据实际情况采取积极有效的控制措施，才能促进锅炉运行可靠性的不断提升。

参考文献

[1]秦占峰.600MW燃煤机组W型火焰锅炉优化吹灰试验与工程实现[D].华北电力大学（河北）,2006.

[2]陈安生.安徽电网2009年火电厂“锅炉四管”泄漏情况及分析[J].安徽电力,2010,04:5-8.