浅谈电厂锅炉爆管原因分析与防范

浅谈电厂锅炉爆管原因分析与防范

张运龙

大唐双鸭山热电有限公司  黑龙江双鸭山  155100

摘要：在所有的火电机组中，锅炉发生的故障占70%左右，其中52%的故障是由因锅炉泄漏引起的。根据火力发电厂在生产过程中出现的爆管事故，从生产实际出发，对发生爆管事故的原因作了较为详尽的剖析，并对如何防止爆管事故发生进行了探讨。

关键词：锅炉；爆管；原因分析；防范措施

1锅炉爆管的成因

1.1磨耗后的爆管

在电厂中，由于受热表面存在着飞灰与机械磨耗，严重威胁着机组的正常使用。结果表明，在加热面上，由于飞灰摩擦而导致的管道爆管具有显著的宏观特性，即管道表面变薄、表面平滑。当锅炉在生产过程中出现较大的漏气现象时，若不能及时察觉到两边烟气温度的变化，则若不能立即进行停炉处理，将导致漏气面积扩大，并危及其它加热表面的安全性，因此，对锅炉的设计和生产具有重要意义。2008年，火力发电厂4#锅炉的冷凝器 B端由于粉体磨损引起的管道爆管。其主要因素是结构因素，设计、安装和维护等方面存在缺陷。通过对省煤器侧排管道与炉壁、省煤器弯管与炉壁以及再热器与左右壁之间的烟道进行分析，得出了一条烟道。在该地区，因其气流阻力较低，使得其局部速度可达到一般速度的2倍以上，从而导致了管道在该地区的磨蚀。

1.2腐蚀爆管

锅炉受热表面的侵蚀，有管道外部的侵蚀，也有管道内部因水质不良而产生的化学侵蚀。如果腐蚀程度较大，甚至会引起管道的腐蚀爆管。在水冷壁区，主要出现了较高的温度腐蚀。然而，在大负荷的情况下，过热再热器的管壁温度很高，特别是在左、右侧烟气温度差异很大的情况下，会造成很大的腐蚀。在正常的工作条件下，不会出现管道的锈蚀和积灰现象。优质的进料水含有微量的杂质，经炉水加工后形成残渣或浆状物，溶于水随污水排放。

1.3高温爆管

由于蒸汽侧传热性能不佳，导致了过热问题的发生。加热表面过热时，钢管的金属表面温度超出容许范围，钢管的微观结构改变，许用应力下降，钢管在加压作用下出现塑性变形，显著降低其服役寿命，最终引发“超温爆管”。所以，必须对蒸气温度的最高值进行严格的控制。过热可以分为两种类型：一种是长期过热，另一种是短期过热，长期过热是指管壁温度持续在设计温度之上，但却比材料的下临界温度更低，这种情况会持续很长一段时间。这种情况会让锅炉管子产生碳化物球化，管壁氧化减薄，从而造成耐久性的降低，同时还会加速蠕变，使管径均匀地膨胀，最终在管道的最薄弱部位造成脆裂爆管现象。高温过热器外环及再热器的向火表面是导致长时间超温爆炸的重要原因。在低温过热器和低温再热器中，由于过热器和再热器的导热表面存在着较长时间的超温，导致管道爆炸。经过长时间的高温爆震，爆震管的爆管形态，呈现出一种典型的蠕变破坏特点，即爆震口粗糙，边缘为不规则的钝边，爆震点附近的管壁没有明显的减薄性破坏。短程过热是指当管道的壁面温度高于其下临界点时，管道的强度将显著降低，从而引起管道的膨胀和爆管。短时过热通常出现在加热表面与火焰和加热表面的管道上。在爆炸过程中，管道的爆口发生了较大的塑性形变，管道的直径增大，管道的厚度减小，管道的厚度增加，管道的厚度增加，管道的厚度减小，呈现出锯齿形；通常是大的爆口角，呈牛角形；爆口具明显的薄嘴唇状爆炸特征，在显微上可见一个凹陷；在爆孔附近，管材的材质强度明显提高；爆口内外壁氧化膜的厚薄与爆炸前短时超温的大小有关，随着时间的推移，氧化膜的厚薄也随之增加。当炉膛高度设计偏低，火焰中心偏后，受热面偏大，受热面选材裕度不够或错用材料，动力工况差，蒸汽质量流速偏低，受热面结构不合理等因素，都会导致受热面超温或有较大的热偏差及局部超温。在生产、安装和检修过程中，由于管道中杂质的阻塞，使管道中的工作液流动不畅，甚至发生断路和短路，从而引起加热表面的温度过高。在实际操作过程中，假如存在燃烧控制不当、火焰后移、炉膛出口烟温高或炉内热负荷偏差大的问题，燃烧不彻底导致烟道二次燃烧，减热水投停不当、管内结垢等问题，也会导致受热面过热。防止锅炉超温的重要方法是：强化机组的调节与监控，严格控制锅炉的壁面超温。

1.4焊接质量与拉裂纹

锅炉主体是通过加热表面的焊缝装配而成，而加热表面上的焊缝又多为多个，一个大的锅炉加热表面上的焊缝多达数万个。然而，由于受热表面是承载着高温、压力的装置，其焊缝中存在着大量的裂纹、焊缝不完全、焊缝不完全、咬边、夹渣、气孔等缺陷。造成焊接缺陷的因素很多，如结构应力，坡口形状，母材，焊接材料，焊接参数，热处理工艺，焊接人员的操作技能等。要确保焊接质量，就应强化对焊工的管理，强化对焊工的检查和评价。对锅炉压力容器进行焊接的焊工，必须通过考核并持有相应的证书进行焊接，其实际的焊点、管种、尺寸应该与合格证上所列的允许进行的焊接内容相符；对合金钢和异种钢的焊接应给予高度重视，并要抓好准备、焊接、热处理和焊后检验的每一个步骤；要强化对金属的监管，避免错误使用钢铁和焊料，尤其要对相关的焊缝进行彻底的金属检查。拉裂是指在锅炉多次启停后，管子—管子、管子—密封件、管子—刚性梁连接等构件因不同步的热胀冷缩和位移，且没有充分的补偿能力而导致的管子开裂。

2防止锅炉管道爆管的方法

2.1强化大修管理，制订预防磨损方案

要增强对四项工作的重视，强化监管，在大、小修工作中，应充分利用四根管子的大、小修，对其进行全面的全面检测，并遵循“逢停必检”的方针，从而了解四根管子在长时间使用过程中的变化情况，及时找出并排除可能出现的问题。对高温腐蚀，磨损，胀粗，鼓包，应力集中等现象，要注意，要注意，要注意，要注意。强化对金属的监管，并对其进行了化学分析，对热负荷较集中的部分实施了割管检查，并对其进行了化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位展开了测厚，对过热器、再热器等容易超温的部位展开了金相分析。采用金相检测方法，对用过热器和再热器的管道进行了改进，并对用过热器和再热器的管道进行了改进。强化对四根管子配件的检验，比如耐磨瓦，管排卡口，管排清理等，防止烟道形成。对大修焊缝进行 NE检测，确保焊缝的质量。

2.2强化操作与水温监管

操作员应严格按照规范进行作业，提高或降低负载。每天严密监测四根管子的报警状况，防止四根管子在受热面上出现超温现象，并加大对管子表面的监控，尽量降低管子表面超温。燃料专业要强化对入炉煤的快速分析预测工作，为操作人员进行精心操作、勤调整提供基础，帮助操作人员及时调整一、二次风，对风粉量和过量空气量进行适当的调整，让煤粉在炉子中得到更好的燃烧。要确保磨机机组处于最优的工作条件下，同时要对煤的粉粒度进行严格的控制，以降低装置的损耗。要对燃烧进行仔细的调节，要保证火焰中心不倾斜，要对各个部分的参数进行严格的控制，不能出现超限的情况，还要对受热面的吹灰进行强化，以避免出现局部结焦超温。强化对炉水的监管，确保质量达标等等。

2.3对锅炉内小直径管线的预防与控制

对于炉外的小直径管，例如：锅炉排污管、底部加热管、取样管，仪器管等，由于管壁腐蚀、管材本身缺陷以及焊接质量而导致的泄漏，一是对管材进行了更新，并对焊接质量进行了严格的控制，将汽包加药管、再热器流量、主汽流量表管的材料从20 G改为1Cr19Ni9，将水冷壁下联箱底部加热和排污管从20 G改为0Cr18Ni9Ti。管道改造后，炉子外面的小直径管道对管壁的侵蚀得到了很好的解决；二是通过注胶和扭缝等方式对裂缝进行加压封堵。有压力的堵塞，可以快速的清除漏点，通常情况下，1个小时之内就可以将漏点完全堵住，一些特殊的或者规格较大的，几个小时就可以解决。该技术具有节能、防污染、不损坏原有设施、便于后期维修等优点。

3结语

预防锅炉爆管是一件综合性的工作，应加强监测、管理和检查，并从运行、检修和技术改进等方面进行全面的考量。火力发电厂高度关注炉内爆管的防治，建立了炉内防磨防爆队伍，针对机组在运行及检修过程中出现的问题，进行了专项研究，提前做好防范措施，修改完善了《防磨防爆管理办法》，制订了具体的目标和技术措施，并将各方面的责任都落实到了每个人的身上。操作人员应针对煤炭质量的改变，适时调节燃烧量，掌握合适的风量，严格管壁超温，加强对设备的监控，加强对化工设备的监控。大修工加强大修品质与金工监管。

参考文献

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