一站锅炉三管爆破的分析与预防

一站锅炉三管爆破的分析与预防

赵与之

（中石化股份有限天津分公司热电部天津300270）

摘要：本文主要介绍煤粉炉省煤器、水冷壁、过热器泄漏的原因及防治措施。在发电机组的非计划停运统计中，锅炉三管泄漏占30％以上，不仅严重影响电厂的经济性，多次的启停对锅炉的安全使用寿命也影响巨大。故本文结合天津某电厂一电站#3、#4、#6、#7四台锅炉的运行情况及近两年的爆管事故分析，从中找到三管爆破的预防措施，从而有效的减少锅炉三管爆破事故的发生。

关键词：锅炉三管泄漏预防措施；分析；预防

1绪论

天津某电厂4台锅炉经过一系列改造后存在水平烟道温度偏差、烟气温度高、结焦积灰严重、一次风压低刚性差、吸风机出力不足等问题，这与锅炉三管泄漏不无关系。本文通过分析锅炉安装质量、飞灰磨损、腐蚀等从不同侧面分析三管泄漏的原因，并结合该电厂锅炉发生的三管泄漏，统计分析近两年来泄漏发生的频率和部位，查找三管泄漏的原因，并积极采取相应的防治措施。

2三管泄漏分析

2.1安装质量

锅炉三管在安装过程中受现场位置的限制，会存在许多缺陷，影响到三管寿命。首先是焊接质量，对于管排位置不好的焊接部位，金属监督不能全面涉及到，会存在生拉硬拽等一些严重影响焊接质量的问题。

2.2飞灰磨损

飞灰磨损是影响受热面泄漏及寿命的主要因素。灰分的增加还导致受热面积灰，积灰增加后，会导致该部位传热效果降低，同时金属壁温也随之降低；在350℃以下的积灰还能吸附SO2，导致管子的腐蚀加剧。在磨损中起主要作用的是飞灰中那些大的颗粒，同时有足够硬度和锐利棱角的颗粒要比球形颗粒磨损更严重。飞灰在炉膛内如果没有达到其熔化温度时仍然保持其原有的形状，进入烟道后随着温度的降低，其硬度有所增加，撞击管道的强度加剧，对尾部烟道磨损加剧。特别是飞灰中的SiO2含量对磨损的程度影响更大，当其含量超过60％时，磨损显著加剧。而锅炉中省煤器的泄漏所占比例也较大。

2.3腐蚀性损坏

腐蚀性损坏包括高温腐蚀和低温腐蚀。高温腐蚀的主要原因是结焦严重导致水平烟道烟气温度升高或者偏差大局部温度过高，烟气流速不均或者过热器管排布置不均、积灰结焦等都会导致过热器局部超温过热。低温腐蚀主要发生在尾部烟道内由于烟气温度降低后在个别地方会出现烟气中的酸性气体出现结露形成酸性液体腐蚀管材。

2.4机械损伤

机械损伤主要指在安装或检修过程中由于人为的原因使金属表面受伤、强度降低或出现应力集中不能承受介质的压力而产生的爆管。检修中焊接管道或对部分管道修复、锅炉打焦等不小心时容易伤到其他管子而没有及时发现，焊接管子没有严格按照焊接工艺进行或热处理没有达到预定的目标，吹灰器卡涩长期冲刷、风口方向不对长期冲刷也可列为机械损伤。

2.5锅炉的运行工况

运行工况对锅炉的影响是长远的，是三管寿命的关键保证，其影响面不仅涉及到受热面的外部条件，对管道的内部影响也不容忽视。长期超温大多发生在过热器上，管壁温度长时间超过设计温度时，钢材组织结构变化，蠕变速度加快，强度下降，使用寿命达不到设计要求而提前涨粗爆破损坏。短期的超温也会使钢材的抗拉强度急剧下降，在介质压力作用下，温度最高的向火侧首先产生塑性变形，管径涨粗，管壁减薄，随后发生剪切断裂而爆破。短期超温大多发生在水冷壁和过热器上，特别是水冷壁管热负荷最高的地方。影响三管寿命的还有燃烧室火焰中心位置不正，偏烧。

3三管泄漏情况分析

2017年5月1日

#6炉水冷壁泄漏燃尽风口安装角度偏，靠近后墙，冲刷水冷壁；

2014年脱硝改造后二次风含灰量增加，磨损加剧。

通过表一可以看出，#3、#4、#6、#7炉均存在不同程度的三管泄漏，结合当前生产实际分析其泄漏原因可知：省煤器泄漏的主要原因是烟气冲刷，局部存在烟气走廊，烟气灰含量高，磨损严重导致；过热器泄漏主要原因为超温过热，结焦积灰严重，导致水平烟道烟气温度高而且偏差较大；水冷壁泄漏的主要原因为炉膛内燃烧切圆不良，热负荷不均，存在贴壁现象，冲刷严重；燃用优质烟煤导致结焦严重，局部水循环不良，热应力增大。

4防治措施

4.1采取防磨措施

由于受热面处在流动的烟气中，磨损是在所难免的。做好防磨工作可以减缓受热面的磨损，降低泄漏的发生。另外对于易磨损部位应能提前发现磨损的发展情况，这要求充分利用每一次的停炉检修机会，做好受热面的检查工作。停炉检查部位应侧重于检查以下部位：①锅炉受热面经常受机械和飞灰磨损部位；②易因膨胀不畅而拉裂的部位；③受水力或蒸汽吹灰器的水（汽）流冲击的管子及水冷壁或包墙管上开孔装吹灰器部位的邻近管子；④屏式过热器、高温过热器等有经常超温记录的管子。

4.2加强运行调整

对于锅炉运行的要求应该从以下方面抓起：

①保证进入锅炉的水质及锅炉运行中汽、水品质合格。②锅炉启停应严格按启停曲线进行，控制锅炉参数和各受热面的管壁温度在允许范围内，并严密监视，及时调整，避免赶火升压及参数巨变，尤其是汽包上下壁温差严禁超40℃。③锅炉启停过程中应检查和记录各联箱、汽包、水冷壁等的膨胀指示器的指示，分析是否正常。④加强锅炉运行监视、调整，确保锅炉正常运行。锅炉燃烧器应对称均匀地投入，通过调整各角二次风开度，保证火焰中心适宜，不冲刷水冷壁；通过调整炉膛温度及过量空气系数，防止结渣，减少热偏差；同时要注意控制风量，避免风量过大或缺氧燃烧，防止过热器超温或锅炉尾部再燃烧。⑤严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及水位，防止超温超压、满水或缺水事故发生。⑥加强吹灰管理，应通过试验和观察来确定锅炉受热面吹灰的周期。防止吹灰器卡涩、漏汽、漏水或吹损受热面。⑦锅炉结焦结渣时，应及时进行吹灰和清除，防止形成大渣块掉落砸坏冷灰斗水冷壁管。⑧加强对过热器管壁温度的监测，尤其是屏过壁温，发现超温应及时处理并分析原因，首先从运行调整着手解决超温问题。⑨严格执行设备巡检制度，当发现三管泄漏情时应查明泄漏部位，并按运行规程规定及时处理。⑩做好三管爆漏事故分析工作，对三管爆漏事故要如实反映爆漏前的运行工况及发生事故时的处置方式方法，以便吸取教训，采取相应的改进措施。

5结论

杜绝三管泄漏是很难实现的，只有有针对性的进行预防。做好运行调整是防止三管泄漏的根本，运行调整主要从防止超温、防止烟气流速过大、防止水平烟道烟气温度过高、防止火焰烧偏、防止结焦等方面着手。结合现有设备的特点，及时消除设备缺陷才能保证锅炉设备的安全可靠稳定，长周期运行。

参考文献：

[1]《锅炉原理》东南大学范从振主编水利电力出版社出版。

[2]《电厂金属材料》上海电力学院宋琳生主编水利电力出版社出版。