火电厂锅炉受热面爆管原因及防范措施探讨

证 电力供应的可靠性和稳定性 ， 锅炉需要 长期处于高负荷运行状态下。受热面作 为热能转换的重要组成部分 ， 在锅炉运行过 程 中， 会受到各种 因素的影响而发生爆管 ， 严重威胁到火电厂运行的安全性和经济性。受热面爆管的原 因主要有设计、 安装、 维修 、 运行等几个方面， 在重点分析原因后 ， 可为火电厂锅炉受热面的管理与控 制提供一定的参考。
工 业 技 术
２ ０ １ ７ 年 第７ 期ｌ 科技创 新 与应 用
火电厂锅炉受热 面爆管原因及 防范措施探讨
吴 铭 轩
０ ０ ４ ６ ）
摘 要： 火 电厂作 为我 国电力 行 业 的重要 组 成 部 分 ， 为推 进 经 济发 展做 出了重 要 的贡 献 。火 电厂 的正 常 运行 离不 开 锅 炉 ， 为 了保
关键词： 火 电厂 ； 锅 炉 受热 面 ； 爆 管； 原 因； 防 范措 施
爆 管 是 火 电厂 锅 炉受 热 面常 见 的 安 全事 故 ， 对 火 电厂 运 行 的安 全 性 以及 经 济性 造 成 了严 重 的威 胁 。 根据 受 热 面爆 管 的范 围 以 及损 坏程度不同 ， 其所产生的经济损失也不相 同。一旦发生受热面爆管 事故 ， 急需要停炉检查维修 ， 维修费用 、 停产费用 以及造成的其他损 失， 不仅影 响到火 电厂的经济效益 ， 同时还会对社会效益产生一定 的影响。针对受热面爆管的原 因进行统计分析 ， 在 以后的工作 中逐 步改善 ， 优化设计方案 ， 调整运行管理 ， 确保火电厂锅炉受热面的安 全运行 ， 为火电厂的高效稳定运行创造有利的条件。 １火电厂锅炉受热面爆管的原因分析 １ ． １受热面材质设计不达标导致的爆管 锅炉受热面是进行热能转换的重要设备 ， 一侧的金属 面需要长 期处于高温高压的运行环境下 ， 另一侧需要与水或者油接触来传递 热量 ， 其所承受的负荷 比较复杂 ， 既要保证在高温高压环境下能够 正常运行 ， 还要保证水、 油中含有的介质对其产生的损坏。 所 以对受 热面材质 的选择有很大的要求 ， 在进行 设计工作 的过程 中， 就需要 详 细 了解 锅炉 的运行 参 数 ，然 后 根 据受 热 面 需要 承受 的各 种荷 载 ， 来确定所需材质的耐高温性 、 耐腐蚀性 、 强度 、 韧性等各种性能 。如 果 受 热 面选 择 的 材 质 不 达标 ， 在运行过程中 ， 就 会 因 为 实 际 温 度超 过 自身 的 极 限而 导致 管 子发 生 蠕 变 变形 ， 在 高 压 的 作用 下 就 会 发 生 爆管 。其他性能同样如此 ， 所 以材质的选择设计是影响受热面爆管 的基 础 原 因 。 １ ． ２磨损、 过热 、 结 焦 和老 化 导致 的爆 管 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 温段省煤器的烟气人 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 。 受热 面 过 热引 发 的爆 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 导 致 的受 热 面爆 管 受热面腐蚀主要包括高温腐蚀 、 水侧氧腐蚀 、 碱性腐蚀。 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 ； 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 ； 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 Ｏ Ｈ 一 ， 从 而 发 生碱 性腐 蚀 。 １ ． ４焊 接 质量 不 佳 导致 爆 管 焊 接 是影 响受 热面 管 设计 规 范 性 的重 要 原 因 ， 因为受 热 面管 所 需要 承受 的压力和温度较高 ， 所 以一旦焊接存 在质量缺 陷 ， 将会直 接影 响受热面管运行 的可靠性 。如果焊接工艺不达标 ， 在焊接过程 中， 存在未熔合 、 未焊透 、 夹渣 、 咬边等现象 时， 在受 热面管运行时 ， 就会 导 致 安全 事 故 的发 生 。所 以焊 接质 量 不 达标 ， 会 对受 热 面 的设 计 质 量 产 生直 接影 响 。 ２火 电厂 锅炉 受 热 面爆 管 防范 措 施 ２ ． １加 强受 热 面材 质 选 择设 计 受热 面材 质 的选 择设 计 是 保证 锅 炉 安 全 可靠 运 行 的 基础 保 障 ，
所 以在选 择 受 热 面材 质 时 ， 应 该对 锅 炉 运 行 过程 中 的各 项 参数 进 行 详细 了解 ， 然后根据极 限值合理选择受热面材质 。受热面材质 的设 计不仅要在强度 、 塑性 、 硬度 、 冲击韧性 、 冲击 抗 力 以 及 疲 劳 极 限等 机 械 性 能方 面 达 到标 准 ， 还 要具 有 很 强 的 耐 高温 性 、 耐腐 蚀 性 、 耐 蠕 变性 ， 或者通过与其他方法的配合 能够达到设计标准 的要求。受热 面的材质设计是降低受热面爆管的基础要素 ， 也是为其他设计工作 提供基础保障的重要基础 。 ２ ． ２针 对 磨 损 、 过热 、 结 焦 和 老化 的防 范措 施 根 据 磨 损 的原 因 分析 ， 可 以对 受 热 面 的布 置 方式 以及 炉 型 结 构 进行 优 化 设 计 ， 尽 量 减 少 因为 结 构 上 的设 计 失 误 而 导致 爆 管 事 故 的 发 生 。根 据 锅炉 的运行 状 态 ， 合 理 控 制 烟气 流 速 ， 加 强 对 燃料 、 脱 硫 剂 以及 残 渣 等物 料 在粒 径 以及 成 分 上 的 控 制 ， 尽 量减 少 对 受 热 面 的 磨损量 ； 降低受热 面过热的措施主要包括控制烟温 、 锅炉给水量 、 水 垢等 ， 避 免局部超温现象 的发 生 ； 针对 结焦现象 ， 应该合理选择 煤 种， 优 化燃 烧 控制 ， 减 少 结 焦 现象 的发 生 ； 定 期 检 查受 热 面 中的 各 项 设备 ， 出现 老 化现 象 及 时更 换 。 对受 热 面 进行 定 期 清理 和 检查 ， 避 免 因为 运 行 维 护不 到位 而 导 致 的爆 管 事故 。 ２ ． ３受热面腐蚀的防范措施 为 防 止 高 温 腐蚀 现象 的发 生 ，应 该 对 燃 料 的选 用 进 行 优 化 设 计， 尽量 减 少燃 料 中碱 、 硫、 氯、 钒 等 物 质 的含 量 ， 同时 合 理 控 制燃 烧 温度 。 对于水侧氧腐蚀 ， 可对锅炉给水的水质进行控制 ， 制定严格 的