火电厂锅炉受热面失效形式分析及预防措施

火电厂锅炉受热面失效形式分析及预防措施

王澎陈琪韩亮

(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071)

摘要：锅炉的安全、稳定运行将决定着相关工业流程的成败，锅炉受热面作为锅炉中一个基本部位，经常处于一种复杂而恶劣的环境之中，加上设计、制造、安装等环境的影响，使得锅炉受热面管失效成为锅炉使用过程中经常出现的一种问题，对工业生产造成了重大损失。结合多年的工作经验，对锅炉受热面管失效进行了相应的剖析，探讨了锅炉受热面管失效的各种原因，并针对各种原因提出了一系列的预防措施，以期对改善锅炉受热面管失效有提供帮助。

关键词：锅炉受热、预防措施

引言：锅炉受热面主要是指锅炉的水冷壁，过热器，省煤器，再热器，其中再热器只存在于大容量锅炉上。水冷壁、过热器、省煤器、再热器主要由各种直径的管子组成，其外部是高温火焰和烟气，通过辐射或对流将热量传递给内部流动的高压汽水介质，火电厂一旦发生受热面泄漏就只有采取强迫停炉，进行抢修，严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。因此，锅炉受热面的安全稳定运行，直接与电厂的安全稳定经济运行联系在一起，有效地减少和防止锅炉受热面泄漏可以为企业带来巨大经济利益和社会效益。

1电厂燃煤锅炉受热面损坏的影响

中锅炉受热面的损坏是指水冷壁、省煤器、过热器、再热器泄漏、爆破等。在电厂锅炉设备的各类事故，受热面损坏事故最为普遍，约占各事故总数的30%左右。锅炉受热面一旦发生泄漏或爆破，大多均停炉后处理，由此造成的经济损失将是巨大的。当受热面发生爆破时，由于大量汽水外喷将对锅炉运行工况产生较大的扰动，爆破侧烟温将明显降低，使锅炉两侧烟温偏差增加，给参数的控制调整带来困难。水冷壁发生爆管时，还将影响锅炉燃烧的稳定性，严重时甚至会造成锅炉灭火。当受热面发生泄漏或爆破后，如不及时停运处理，还极易造成相邻受热面管壁的吹损，并对空预器、电除尘器、吸风机等设备带来不良的影响。因此，发生受热面损坏事故后应认真查找原因，制定防范对策和措施，尽量避免和减少泄漏或爆管事故的发生。

2锅炉受热面损坏的主要原因

2.1制造质量的原因。受热面材质不良，设计选材不当或制造、安装、焊接工艺不合格。例如：某电厂低温段省煤器泄漏，被迫停炉处理。查找原因就是省煤器管排一弯头焊接处有一沙眼，属制造厂家的原因。

2.2设计、安装的原因。受热面支吊或定位不合理，造成管屏晃动或自由膨胀不均，管间或屏间相对位移、相互摩擦损坏管子，吹灰器喷嘴位置不正确造成吹坏管子。

2.3材质变化的原因。给水品质长期不合格或局部热负荷过高，造成管内结垢严重，垢下腐蚀或高温腐蚀，使管材强度降低。由于热力偏差或工质流量分配不均造成局部管壁减薄或设备运行年久、管材老化所造成的泄漏和爆管事故是较为常见的故障。此外，对于直流锅炉而言，如发生管内工质流量或给水温度的大幅度变化还将造成炉内相变区发生位移，从而使相变区壁温产生大幅度的变化导致管壁疲劳损坏。

2.4运行及其他的原因。造成炉管泄漏或爆破的原因还有可能是运行操作不当导致，如吹灰压力控制过高或疏水不彻底造成的管壁受磨损，由于燃烧不良造成的火焰冲刷管屏以及炉膛爆炸或大块焦渣坠落所造成的水冷壁管损坏等。而受热面管内或水冷壁管屏进口节流调节阀或节流圈处结垢或被异物堵塞，使部分管子流量明显减少，管壁过热而造成的设备损坏事故，在运行中也较为常见。

此外锅炉给水中断或汽包水位过低造成管壁过热后，如处理不当立即进水，就将产生极大的交变应力，极易造成受热面的损坏。

3锅炉受热面损坏的常见现象和处理原则

3.1受热面损坏的常见现象。（1）锅炉受热面损坏时炉膛或烟道内可听到泄漏声或爆破声，锅炉各参数由于自动调节虽基本保持不变，但给水流量却不正常地大于主蒸汽流量。严重时，汽包水位下降。（2）锅炉两侧烟温差、汽温差将明显增大，受热面损坏侧的烟温将大幅度降低。（3）炉内燃烧不稳，严重时甚至造成炉灭火。（4）在炉膛负压投自动的情况下，吸风机开度将自行增大，电流增加。在吸风机未投自动时，炉膛负压将正，此时应立即手动操作开大吸风机挡板，维持炉膛负压正常。

3.2锅炉受热面损坏的处理原则。（1）当受热面泄漏不严重尚可维持继续运行时，应及时调整燃料、给水和风量，维持锅炉各参数在正常范围内运行。给水自动如动作不正常时应及时切至手操控制，必要时还可适当降低主蒸汽压力或降低锅炉负荷运行，严密监视泄漏部位的发展趋势，做好事故预想，并向调度申请停炉并做好停炉前的准备工作。（2）受热面泄漏严重或爆破，使工质温度急剧升高，导致管壁严重超温，不能维持锅炉正常运行或危及人身、设备安全时，应立即按手动紧急停炉进行处理。如机组单元制运行，还要紧急停机处理。停炉后为防止汽水外喷，应保留吸风机运行，维持正常炉膛负压，直至泄漏或爆破处蒸汽基本消失后方可停用吸风机。为了防止电除尘器极板积灰，应即停止向电除尘器供电，保持电除尘连续振打方式。为了防止灰斗堵灰，应将电除尘器、空气预热器、省煤器灰斗内的积灰放尽。（3）还应作好泄漏或爆破点附近及周围防止汽、水喷出伤人的安全措施。（4）若受热面爆破引起锅炉全灭火或角灭火时，则应按锅炉灭火MFT动作处理，由于受损坏引起蒸汽温度、再热蒸汽温度过高，过低或两侧偏差过大时，还应结合异常的有关要求进行处理。

4防治锅炉受热面管失效的措施

4.1对缺水的防护措施

首先，采用更为合理的结构来对锅炉受热面进行多层次的防护。例如可采取双重防护机制，在正常运行缺水时，另一种保护机制可以及时的对其进行供水，防止因缺水产生事故。还可以设置锅炉自动保护机制，当锅炉引缺水导致排烟温度过高时，可自动切断锅炉燃料供给，停止锅炉的工作。其次，应安排专门人员定期冲洗锅炉水位表，对锅炉的水位报警装置、自动供水系统、低水位自动停炉系统定期进行热态或冷态试验，以保障各个系统的灵敏运行。还应定期冲洗水汽连管，保证锅炉水质，防止水位表连通管被堵塞，显示虚假水位。

4.2防止氧腐蚀

采用除氧器以及除氧器与化学除氧相结合的办法，防止氧腐蚀。结合多年的工作经验，笔者建议采用热力除氧的方式，利用蒸汽将锅炉给水升温至大气式除氧器压力下的饱和温度。此时，水表面蒸汽压力与水面全压力接近，溶解在水中的气体分压力趋近于0，供水不具有溶解气体的能力，溶解在水中的气体被析出，达到除去氧气，保护锅炉受热面管的目的。

4.3防止低温硫腐蚀

导致低温硫腐蚀的主要因素是硫含量过高以及过剩空气系数过大。因此，可采用以下方式来防止低温硫腐蚀：（1）使用脱硫技术和低硫燃料，从源头上减少含硫量；（2）通过火焰颜色来判断过剩空气系数，将其控制在1.05～1.1间，有效降低发生低温硫腐蚀的可能性；（3）适当提高排烟温度，将尾部烟气温度提高到酸露点以上可以有效的防止省煤器低温硫腐蚀。

5结束语：本文探讨了电厂燃煤锅炉受热面损坏的常见原因，提出了防止受热面受损的处理原则和预防措施。在实际的工程中应尽量避免上述受热面损坏的现象发生和重复出现，也必须高度重视电厂锅炉受热面损坏的影响。运行和管理人员应掌握受热面损坏的主要原因以及处理原则，制定详细的防范对策和措施并认真落实，最大限度的宝座机组安全稳定运行。

参考文献：

[1]孟繁慧.探究火电厂锅炉安装工艺及关键技术措施[J].黑龙江科技信息.2012（24）

[2]宋修科.基于火电厂锅炉引风机抢风问题的研究[J].科协论坛（下半月）.2013（09）

[3]熊柳智.火电厂锅炉安装工程施工组织设计分析[J].科技资讯.2013（27）