浅谈新时期火电厂锅炉受热面爆管防范措施

浅谈新时期火电厂锅炉受热面爆管防范措施

陈久振

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省

摘    要：

当前在我国的火电厂锅炉管理中, “四管爆破”严重威胁着机组的运行, 这也是发电企业利润下降、威胁增加的主要原因, 所以“四管爆破”已经引起了高度的重视, 在我国的火电厂生产管理过程中, 对于锅炉受热面管爆破进行及时的监督管理, 对于存在着的隐患进行及时的排查, 制定出一系列行之有效的方针政策来专门性的针对一些突发事件, 这样大大的降低了锅炉受热面爆管的可能性, 对企业的长期健康发展起到了积极的作用。

关键词：

火电厂; 锅炉受热面爆管; 防范措施;

0引言

在火力发电厂中锅炉“四管”爆漏是长期困扰行业发展的重要经济和技术问题。据我国某集团公司统计, 某季度全公司一类障碍57次, 火电厂锅炉占31次, 其中21次是锅炉“四管”爆漏, 占锅炉障碍总数的70%, 占该集团公司一类障碍的36.8%, 严重影响火电厂安全经济运行。锅炉“四管”爆漏, 一直是北美地区有统计的三十年以来排名第一的设备问题。据最新统计, 其导致的年损失电量价值高达10亿美元, 每次停机维修损失约100万美元。由此可见认真做好防止锅炉受热面的泄漏和爆破工作, 可以有效的减少机组非计划停运次数, 并且相对应的提高设备健康的运行。

1、火电厂锅炉受热面爆管的原因分析

1.1 材质和焊接的原因

首先, 受热面管材的强度不够。一方面, 不同材质的管子, 其工作允许的温度极限存在较大的差异 (如钢102制成的管子, 允许外表温度为610℃;15Cr MO制成的管子, 允许外表温度为550℃) , 但在实际运用中, 使用温度低标准的钢种被应用到超过其温度极限的工作区域, 导致管子发生蠕变变形, 机械强度大大降低, 长时间运行下就会发生爆管。另一方面, 受热面管子的厚度不够或者是运行减薄超标, 导致其受压强度降低, 当介质压力超过管子强度极限时就会发生爆管。

其次, 焊接存在缺陷。锅炉受热面管子的焊接水平不高, 没有严格按照焊接规程和工艺进行, 或者焊接前后处理不当, 使得焊缝存在裂纹、砂眼、咬边和未熔合现象, 使得焊缝泄漏发生爆管;大面积更换受热面管排或者新建机组时, 由于工作人员的粗心大意而遗留异物, 使得管系介质流通不畅而发生局部过热爆管。

1.2 磨损、过热、结焦和老化的原因

灰粒高速冲击管壁金属会造成炉管的磨损, 磨损主要发生在高温段省煤器的烟气入口和出口处、出列的管子、再热器和过热器入口处的弯头、燃煤器附件的水冷壁管。磨损可以分机械磨损和飞灰磨损两大类, 锅炉受热面管磨损以飞灰磨损为主, 其受到受热面布置方式、炉型结构、制造安装质量、烟气流速、煤灰特性和烟气含尘浓度等多种因素的影响。磨损将会导致省煤泄漏, 使得下部空气预热器堵灰并发生停炉事件, 势必会增加检修的费用和工作量。

受热面过热引发的保管容易发生在过热器某管排, 这主要是由于运行中没有调节好烟温、设计原因造成气流不均衡、保护措施未投用等原因造成;运行结焦引发的受热面爆管容易发生在炉膛底部水冷壁, 这主要是由于没有按照设计要求选用相应的燃煤、设计或运行中调节不当等原因造成;设备老化引发的受热面爆管易发生在各受热面管排, 这主要是由于运行参数不稳定和长时间运行等原因造成。

1.3 腐蚀的原因

(1) 高温腐蚀。高温腐蚀是由沉积物中的非硅酸盐杂质的化学过程而引发的炉管金属损耗, 通常发生在再热器和过热器的向火侧外表面。虽然火电厂锅炉在设计时, 对燃料的性质是有一定适应能力的, 但煤质复杂多变且进货渠道繁杂, 这使得燃煤或燃油含有较高的碱、硫、氯和钒等物质, 从而造成高温腐蚀。高温腐蚀多发生在540℃~620℃的温度下, 且腐蚀速度会随着温度的升高而加快。 (2) 水侧氧腐蚀。锅炉给水中如果含有较多的二氧化碳和氧气, 那在锅炉潮湿和积水的内壁就会形成腐蚀电池, 破坏其内表面保护膜, 发生点蚀;如果炉管内部积有硫酸盐和氯化物, 那么将会极大地加快腐蚀速度。 (3) 碱性腐蚀。如果炉水中含有游离的氢氧化钠, 那么在垢下会因炉水的浓缩而形成高浓度的OH-, 从而发生碱性腐蚀。碱性腐蚀多发生在水冷壁高热辐射的燃烧器标高位置, 这就要求要定期清洗去除管内壁沉积物、确保运行时碱水率控制在3mg/L、并且稳定运行工况。

1.4 膨胀的原因

新建机组在整机启动时容易因膨胀而引发受热面爆管, 发生的原因主要是没有按照图纸对锅炉进行安装, 在不该焊接的地方进行了焊接, 从而影响到系统的膨胀;厂家设计不当, 尤其是对密封焊接设计不合理, 从而影响了管排的膨胀;在管道安装中没有预留足够的膨胀间隙, 导致锅炉运行中支架影响了管道的自由膨胀;设备预留膨胀量不够, 无法满足管道膨胀的要求。

2火电厂锅炉受热面爆管的防范措施

2.1 技术措施

强化“防磨防爆”的检查工作防。磨防爆小组要特别关注以下几个方面: (1) 由于膨胀不畅导致裂开的部位、常常出现飞灰和机械磨损的锅炉受热面部位、包墙管和水冷壁上开孔装吹灰器隔壁的管子等。 (2) 进一步提升检修工艺及质量水平, 焊条烘干后放置保温桶内才能使用, 电焊前后的处置必须满足要求, 金属检验员要按照规定进行测试探伤, 若有问题必须再次焊接。 (3) 吹灰器维修管理要提上日程, 确保及时发现问题及时解决;找寻最合理的吹灰周期, 让其实现最佳的吹灰效果, 从而大大降低吹灰次数;当吹灰完毕后, 例行的检查是必不可少的。 (4) 优化受热面结构。耐磨材料是必要的, 通常喷涂的部位为锅炉尾部受热面;同时, 一些长吹周围管子也要进行耐磨处理, 例如涂抹耐磨材料, 设置一定的防磨罩等, 过热器管子也要经常更换, 以免损坏发生危险。 (5) 机组的运行和停滞都必须严格把控, 时刻关注参数变化, 避免出现超限情形。 (6) 炉水的化学检查是必不可少, 时刻关注锅炉的清洁, 一些杂质离子不能进入锅炉, 大量腐蚀性介质也要禁止入内, 这样做能够较好的避免锅炉的解构, 还能减弱锅炉的腐蚀速度。

2.2 运行措施

对于火电厂锅炉来讲, 避免受热面爆管的方法主要包含如下几点:一是避免超压和超温。在锅炉运转时务必要确保汽包水位在允许值内, 同时还要改进锅炉的运行, 切记不能高温腐蚀, 用冲刷水冷壁是坚决不允许的, 还要时刻关注主、再热蒸汽的压力、温度等, 使之符合规范要求。要保持定期吹灰, 强化吹灰系统检查力度。当安全阀处于解列时, 锅炉是禁止运转的。安全阀校验更要执行相关的规定, 当调整气温和气压时, 必须做到专人管理专人负责。二是避免过热器、再热器出现爆管。三是煤样化验工作要紧抓不放, 让煤质处于合格的范围内, 尽力降低由于燃烧不彻底发生的浪费, 一定程度上也会减少烟气引发的飞灰磨损。五是坚决贯彻巡回检查制度, 严格按照制度执行, 如果出现锅炉受热面爆管的情形, 应立刻通知责任人, 并根据规程来处置相关人员, 确保事故的损失降低到最少。

3 结语

总而言之, 在锅炉的实际运行中, 其受热面的爆管是造成火电厂机组强迫停机的主要原因。因此, 做好锅炉受热面爆管的防范工作是至关重要的, 在锅炉运行中, 受热面爆管是无法完全避免的, 但是我们可以运用各种综合性的措施来减少爆管发生的概率。在此, 运行检修人员就要在严格掌握锅炉受热面爆管的原因和基本规律后, 采取针对性的措施, 最大限度地提高锅炉运行的可靠性。

参考文献

[1]张辉.锅炉定期检验保证热电厂的安全经济运行[J].考试周刊, 2011 (66) .

[2]许文.利用单轨吊进行600MW机组锅炉受热面安装的实践[J].电力与电工, 2010 (01) .