电厂锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施(标准版)
锅炉省煤器管泄漏原因分析及预防

锅炉省煤器管泄漏原因分析及预防发布时间:2021-06-25T14:18:19.277Z 来源:《当代电力文化》2021年6期作者:刘天佐[导读] 本文针对某电厂锅炉省煤器管爆管的问题,从理化性能检验、断口分析、现场调查等多方面进行了分析探讨刘天佐华电国际电力股份有限公司技术服务分公司山东济南 250014摘要:本文针对某电厂锅炉省煤器管爆管的问题,从理化性能检验、断口分析、现场调查等多方面进行了分析探讨,得出爆管的原因为烟气吹损导致防磨瓦包覆与未包覆的过渡区域形成凹坑,最终引起了疲劳断裂。
针对分析结果,给出了相应的建议措施。
关键词:省煤器管、SA-210C、吹损、爆管、疲劳断裂1. 概述某电厂3号机组锅炉由日本三菱重工株式会社于1997年12月制造并交付,该锅炉采用单炉膛π型露天布置炉型,强制循环方式,四角切圆燃烧器布置,室燃燃烧方式,设计燃料为BFG、煤粉、油,固态出渣,化学除盐补给水处理。
主蒸汽流量最大连续蒸发量为1210t/h,过热器出口工作压力17.24MPa,工作温度541℃。
再热蒸汽流量为869t/h,再热器入口工作压力4.8MPa,工作温度323℃,再热器出口工作压力4.4Mpa,工作温度541℃。
3号机组锅炉1998年10月由上海电力安装第一工程公司安装,1999年2月28日投运,运行时间已超过20年。
2020年12月18日14:31,3号机组在生产过程中,锅炉水位出现异常,且无法维持,进一步确定附加省煤器炉管有泄漏。
经降温、煤气置换处理,19日14:00安装盲板后,14:00进入附加省煤器炉内,检查发现附加省煤器内部一根管子断裂,同时,附近相邻区域共有15根炉管被吹损,断裂的现场照片如图1-1所示。
电厂经讨论决定,对1-7排共16根(32只接口)受损炉管平上下集箱进行连根切除。
然后,打磨坡口,并加工堵头。
按照电站锅炉焊接要求,将上下集箱管座切割处进行闷堵焊接处理。
焊接完工后,对炉内相关区域的炉管进行普查,然后,按规程给锅炉进水,再度进行捉漏检查。
锅炉受热面爆管原因分析及防范策略

锅炉受热面爆管原因分析及防范策略关键词:电厂;锅炉受热面;爆管原因;防范措施1、锅炉受热面爆管概述锅炉受热面爆管指的是锅炉运行的过程中突发的管道暴烈,一般伴随着较为明显爆破声和喷射而出的水及水蒸气。
此时,锅炉的气压表、水流量表、蒸汽流量表等均出现异常,锅炉炉膛内的燃烧方式也由负压燃烧变为正压燃烧,炉烟和蒸汽也从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。
由于管道劈裂,锅炉管道系统内的气压出现异常,由于气压过低因此锅炉内的水位难以维持正常,锅炉内部炉膛的温度开始逐渐降低,排烟温度随着降低,严重时可引起炉膛灭火,造成锅炉燃烧效率降低,灰渣斗内灰量增多且伴随有湿灰。
锅炉受热面爆管出现问题时能直接引起锅炉系统运行异常,造成锅炉引风机负荷增加,电流变大,锅炉系统安全性受到影响[1]。
2、火电厂锅炉受热面爆管的原因分析2.1受热面材设计不达标导致爆管锅炉受热面是进行能量转换的重要工具,一侧的金属面需要在较为苛刻的条件下工作,而另一侧则需要两种不同的介质传递热量,这样的情况下自身设备会承受较大的负荷,而且自身工作又比较复杂,想要确保其稳定工作需要承担较大的负荷。
在这样的条件下使得其工作具有一定的特殊性,同时还对于设备的自身材料具有较高的要求,在进行设计工作的过程中相关人员需要结合实际情况做好相关内容的改善,从而设定较为明确的锅炉运行参数,同时还要考虑到自身工作的一些问题,如负荷情况以及材料的耐热性、强度以及韧性等。
如果受热材料没有达到相应的标准,在整个运行的过程中往往会因为实际温度过高从而导致管出现变化,在这样的情况下其会受到高压作用最终导致爆管,这也充分说明材质具有一定的重要性。
2.2受热面管焊接因素锅炉受热面管应用与锅炉系统中的不同部位,受热面管子与锅炉设备之间需要焊接连接,来提高受热面馆和锅炉之间的整体性与稳定性。
锅炉受热面管焊接口、焊接缝的处理等质量不达标,受热面管设计不够规范等都会造成受热面管承受高温高压荷载的能力降低。
电厂锅炉省煤器爆管的原因及处置技术分析

对于省煤器属于一种运用在锅炉排烟废热,加热锅炉给水的热交换的设备系统。
对于省煤器的装设,一般是在其锅炉尾部垂直于烟道,而且锅炉在完成了省煤器装设之后,其省煤器将会对锅炉当中的废气带来的热量进行吸收,而且这些热量也会被省煤器运用在为给水加热而增强给水温度。
由此地运用省煤器,能够有效地降低排烟温度,也能降低排烟热损失,进而能够更好地增强锅炉热效率,并起到节省燃料的效果。
因省煤器在装设当中,是电厂锅炉尾部中垂直烟道的重要一环,其和高温废气会直接接触,这就使得其工作的环境非常的恶劣,而且时常会因多种原因而引发管道破裂,这样会对其正常工作带来严重的影响,甚至还会影响到周边企业以及居民的用电情况。
对于该情况,应对省煤器爆管的原因进行探究,进而更好地明确其问题所在,并制定完善的应对策略,进而确保企业、居民等能够用电正常,也为降低电厂锅炉省煤器爆管机率,提升整体工作效率。
一、省煤器爆管的主要原因在电厂锅炉工程中,其省煤器是会直接与高温烟气接触,而受烟气当中的矿物质磨损以及腐蚀气体的腐蚀等因素,将会极易带来爆管问题,针对相关资料进行分析,可以了解到省煤器的管束爆裂形成的原因有:磨损、腐蚀等因素,其中管束受磨损以及腐蚀的程度越高,其爆管机率将越大,以下就针对两者进行全面分析:(一)省煤器受到磨损而发生爆管问题电厂锅炉运行中,较为常见的磨损形式就是飞灰磨损、落渣磨损以及吹灰磨损,还有煤粒磨损等,但在省煤器运作中的磨损形式,主要以飞灰磨损为主。
因燃煤锅炉省煤器会与尾气直接基础,其尾气当中有很多的飞灰等物质,而其管道会受到烟气当中飞灰颗粒的冲击以及摩擦。
在炉膛当中的飞灰有大量的矿物质,其矿物质的特点就是熔点高、欠缺规则性、硬等,会伴随烟气高速流动,而且飞灰也有极大得动能,可以携带矿物质高速流动,使得灰粒不断地撞击到管道表面中,而这样就会使得其灰粒动能消耗一部分动能来克服金属间分子力作用,这样讲会导致金属微观粒子发生移位或是切削,时间一长,将会引发省煤器爆管问题发生。
大容量电厂锅炉受热面爆管原因分析论文

大容量电厂锅炉受热面爆管原因分析摘要:锅炉受热面爆管一直是电厂锅炉所面临的最大的难题,受热面爆管给发电企业带来重大的经济损失,本文从锅炉爆管实例多方面分析了受热面爆管的可能原因。
关键词:锅炉受热面爆管中图分类号:u664.111文献标识码:a文章编号:前言近年来大容量高参数锅炉在我国电力工业中得到了广泛应用,随着锅炉容量的日益增大,锅炉受热面的结构布置更趋复杂,由于自身材料、运行工况及受热面所处的恶劣工作环境导致锅炉受热面爆管泄漏事故不断增加。
对于大容量锅炉受热面爆管泄漏时,锅炉不能维持长时间运行,一般只能停机检修,因此给电力企业带来了巨大的经济损失,也阻碍了国民经济的发展。
广东沿海某大型超超临界锅炉自投入商业运行半年来发生过多次受热面爆管泄漏事故,因此研究锅炉受热面爆管泄漏的原因就十分必要。
1 锅炉简介广东沿海某大型电厂1、2号锅炉采用上海锅炉厂有限公司提供的型号为sg—3093/27.46—m533的1000mw超超临界压力直流炉,该锅炉采用引进alstom公司技术,结合国内超超临界机组参数特点、锅炉燃煤的特点和用户的一些特殊要求而设计的π型1000mw 超超临界机组锅炉。
1.1 锅炉型式本工程2×1000mw超超临界机组的锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛双切圆燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢架全悬吊结构、露天布置、π型锅炉。
1.2 锅炉bmcr工况及额定工况主要参数1.3 锅炉各受热面布置及所用管材1.3.1 水冷壁水冷壁采用螺旋围绕结构,螺旋管圈水冷壁可以有效消除热偏差,管间用扁钢焊接形成完全气密的炉膛。
其中螺旋段、螺旋段下部及燃烧器区域采用15crmog,前墙垂直段、侧墙垂直段、后墙折烟角、后墙管屏及后墙悬吊管采用12cr1movg管材。
1.3.2 省煤器本锅炉省煤器分成两部分,分别布置于锅炉后烟井的低温再热器和低温过热器下面,两组省煤器工质侧呈并联布置。
锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施发布时间:2022-08-10T05:35:47.280Z 来源:《当代电力文化》2022年第6期作者:杨佳庆[导读] 锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。
杨佳庆大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031摘要:锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。
本文对锅炉“四管”漏泄原因进行分析并提出预防措施,减少锅炉“四管”漏泄次数,增强设备可靠性,提高企业经济效益。
关键词:四管;漏泄;腐蚀;处理锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器。
锅炉“四管“涵盖了锅炉的全部受热面,内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用,外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境,在水与火之间进行调和,是能量传递集中所在,因此很容易发生漏泄问题。
公司六台锅炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产,额定蒸发量670t/h、超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉,采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。
传统意义上的防止锅炉四管泄漏,是指防止以上部位炉内金属管的泄漏。
根据近几年的统计,由于锅炉“四管”漏泄造成机组非停的占公司各类非计划停运原因之首。
锅炉一旦发生“四管”漏泄,增大检修工作量,有时还可能酿成事故,严重影响火力发电厂安全和经济运行。
1.“四管”漏泄原因分析造成锅炉“四管”泄漏的原因较多,其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。
1.1磨损煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损,是影响锅炉长期安全运行的主要原因。
飞灰磨损的机理是带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时,粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属,从而逐渐使受热面管壁变薄,烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大;烟气携带的灰粒越多,撞击的次数就越多,加速受热面的磨损。
长时间受磨损而变薄的管壁,由于强度降低造成管子泄漏。
受热面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征,管壁减薄,外表光滑。
锅炉爆管原因分析及防止对策

锅炉爆管原因分析及防治对策熊雪波 华能淮阴发电有限公司摘 要:本文根据江苏华能淮阴发电有限公司近年锅炉“四管”爆漏情况总结了锅炉“四管”存在问题,并从过热、磨损、拉裂三个方面分析了锅炉“四管”爆漏产生的原因,对所采取的方法进行了总结,并提出了以后有效地防止四管爆漏措施的建议。
主题词:锅炉 受热面 爆管 原因分析 防治对策1 概 述“四管”爆漏是火力发电厂锅炉安全、经济运行的一大隐患,根据历年机组可靠性统计数据分析,锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管)爆漏是造成机组非计划停运第一因素,锅炉“四管”的爆漏不但给发电厂造成重大经济损失,而且会给电网的安全运行造成威胁。
在目前以竞价上网为主的电力体制下,锅炉爆管造成事故停运将直接影响电厂计划电量、经济效益,因此,研究分析占锅炉事故较多的“四管”爆漏原因并及时采取对策,对电厂的经济效益及电网的安全是十分有益的。
我厂两台锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的670T/h—13.7—PM15型锅炉,1#、2#炉分别于93年8月和94年11月投产。
在投产初期,为降低2#炉排烟温度,在尾部竖井增装了一级省煤器。
自96年至今,我厂爆管情况统计如下表:爆管时间 炉号 爆管部位 简要原因 对策96/05/27 1# 前包墙甲侧悬吊管 磨损 刷涂防磨涂料96/01/05 2# 2#角三次风喷口处乙侧水冷壁 喷口坏,吹损水冷壁管喷口两侧水冷壁防磨穿墙处漏风导致磨损 加强密封,防止漏风 96/02/08 2# 冷再乙侧下联箱出口处(炉墙部位)96/11/20 2# 水冷壁乙侧中部看火孔处 材质内壁有划痕 加强材料出入库管理封堵空心梁,消除漏风97/02/18 2# 下级省煤器烟气出口侧 空心梁处漏风导致磨损97/05/03 2# 上级省煤器烟气进口侧 磨损 防磨97/05/09 2# 上级省煤器烟气出口侧 焊缝开裂97/05/16 2# 上级省煤器烟气出口侧 焊缝开裂99/06/09 2# 上级省煤器烟气出口侧 磨损2000/04/11 1# 对流过热器甲侧第52排下弯头爆过热 更换2001/06/18 1# 对流过热器甲侧第62排下弯头爆过热 更换过热 更换2001/08/13 1# 对流过热器甲侧第48排后上弯头爆2001/11/02 2# 2#角喷燃器上部水冷壁管拉裂 密封梳形板咬边过深 更换2002/12/11 2# 对流过热器甲侧第66排下弯头爆过热 更换2003/10/10 #2 省煤器 管材缺陷 更换2003/11/30 #1 省煤器 焊接缺陷 更换另外,在历次大小修及调停期间的四管检查中,我们发现以下部位磨损严重且十分频繁:省煤器上二排;前包墙管下部;两侧前包墙管上部及侧包墙;高再下弯头。
锅炉爆管典型事故案例及分析

锅炉典型事故案例及分析第一节锅炉承压部件泄露或爆破事故大型火力发电机组的非停事故大部分是由锅炉引起的。
随着锅炉机组容量增大,“四管”爆泄事故呈现增多趋势,严重影响锅炉的安全性,对机组运行的经济性影响也很大。
有的电厂因过热器、再热器管壁长期超温爆管,不得不降低汽温5~10℃运行;而主汽温度和再热汽温度每降低10℃,机组的供电煤耗将增加0.7~1.1g/kWh;主蒸汽压力每降低1MPa,将影响供电煤耗2g/kWh。
为了防止锅炉承压部件爆泄事故,必须严格执行《实施细则》中关于防止承压部件爆泄的措施及相关规程制度。
一.锅炉承压部件泄露或爆破的现象及原因(一)“四管”爆泄的现象水冷壁、过热器、再热器、省煤器在承受压力条件下破损,称为爆管。
受热面泄露时,炉膛或烟道内有爆破或泄露声,烟气温度降低、两侧烟温偏差增大,排烟温度降低,引风机出力增大,炉膛负压指示偏正。
省煤器泄露时,在省煤器灰斗中可以看到湿灰甚至灰水渗出,给水流量不正常地大于蒸汽流量,泄露侧空预器热风温度降低;过热器和再热器泄露时蒸汽压力下降,蒸汽温度不稳定,泄露处由明显泄露声;水冷壁爆破时,炉膛内发出强烈响声,炉膛向外冒烟、冒火和冒汽,燃烧不稳定甚至发生锅炉灭火,锅炉炉膛出口温度降低,主汽压、主汽温下降较快,给水量大量增加。
受热面炉管泄露后,发现或停炉不及时往往会冲刷其他管段,造成事故扩大。
(二)锅炉爆管原因(1)锅炉运行中操作不当,炉管受热或冷却不均匀,产生较大的应力。
1)冷炉进水时,水温或上水速度不符合规定;启动时,升温升压或升负荷速度过快;停炉时冷却过快。
2)机组在启停或变工况运行时,工作压力周期性变化导致机械应力周期性变化;同时,高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力,两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。
(2)运行中汽温超限,使管子过热,蠕变速度加快1)超温与过热。
超温是指金属超过额定温度运行。
超温分为长期超温和短期超温,长期超温和短期超温是一个相对概念,没有严格时间限定。
火电厂锅炉四管泄漏原因分析及防范措施

火电厂锅炉四管泄漏原因分析及防范措施石川(国电汉川发电有限公司,湖北武汉431614)摘要:锅炉四管不发生泄漏是锅炉安全运行的重要保障,火力发电厂应着重研究锅炉四管中产生的各类泄漏情况。
针对泄漏原因,制 定相应防范措施。
火力发电厂管理人员应重点针对锅炉开展一系列检测分析,定期开展设备的维护管理,确保锅炉能够稳定运行。
关键词:锅炉泄漏;分析原因;防范措施中图分类号:TM 621.2 文献标识码:BDOI : 10.16621/j .cnki.issn 1001 -0599.2021.05D .26引言锅炉四管包括过热器、省煤器、水冷壁和再热器。
四管泄漏 是指这些受热面因过热、腐蚀和磨损等原因引起破裂、泄漏,导 致炉管失效,甚至引起锅炉事故停机。
四管安全是锅炉安全运 行的重要保障。
根据公司非停事故统计分析,50%以上的事故发 生是因为锅炉四管泄漏。
轻视锅炉防磨防爆工作和检修工艺是 四管泄漏的根本原因。
近年,随着公司创建一流火力发电企业, 对机组运行可靠性提出了更高要求,锅炉四管防磨防爆尤为重 要。
爆口特征判断法是现场确定爆管原因的重要手段,爆口特 征主要有以下方面。
(1) 爆口位置。
位于受热面的具体部位是向火侧。
(2)爆口形状。
①断口面是否垂直于轴向;②爆口边缘有无 明显变薄情况,是锐边还是钝边;③爆口内壁有无积垢,外壁氧 化情况,爆口附近宏观裂纹;④爆口附近内外壁有无明显的腐 蚀坑;⑤爆口附近内外壁上的裂纹走向。
(3)爆口附近的金相。
包括组成、数量、形态、大小和分布, 以及各类金相裂纹(性质、大小、形态、走向及其与显微组织的 关系等),显微孔洞的大小和分布,珠光体球化程度和石墨化程 度,脱碳、过烧、过热等。
1省煤器泄漏锅炉省煤器泄漏的原因较为复杂,主要因磨损、腐浊引起。
省煤器设备产生泄漏的原因,多数都是由于设备产生磨损。
因 此,设备管理人员要重点研究省煤器出现磨损的原因,以及避 免省煤器磨损的方法,加强锅炉检修。
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电厂锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施(标准版)
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电厂锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措
施(标准版)
摘要:针对省煤器结构特点以及布置方式,着重分析了磨损、腐蚀以及振动等因素引起省煤器超温爆管的内在机理。
并且根据磨损、腐蚀、振动的机理提出了一些解决省煤器超温爆管的具有实用价值和借鉴意义的措施。
关键词:电站锅炉;省煤器;超温爆管;解决措施
1省煤器超温爆管机理分析
省煤器超温爆管的原因非常复杂,主要由磨损、腐蚀以及振动引起。
以下主要就这三方面探讨省煤器超温爆管的机理。
1.1磨损
由磨损导致的爆管中,飞灰磨损是主要原因,影响的因素包括飞灰浓度、烟气流速、飞灰的磨损性能等方面;另外,省煤器的结
构也会磨损。
1.1.1飞灰浓度
飞灰浓度大,表明烟气中含灰量多,灰粒撞击受热面的次数增多,引起磨损加剧。
我国煤种的多样性和电厂用煤的不确定性,使当前许多电厂的燃煤含灰量大天设计值。
有的燃料灰分高达40。
煤质变差,灰分增加,燃煤量也增加,造成烟气中飞灰浓度剧增,增加了省煤器的磨损。
1.1.2烟气流速
烟气流速是影响受热面磨损的最主要因素。
一些研究表明,磨损量与烟气流速的2.3次次方成正比。
烟气流速越高,则省煤器的磨损越严重。
磨损量甚至能与烟气速度成n(n>3)次方关系。
原因可以解释为:冲蚀磨损源于灰粒具有动能,颗粒动能与其速度的平方成正比。
磨损还与灰浓度(灰浓度又与速度的一次方成正比)、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。
若近似地认为vp≈vg时,磨损量就将和烟气的三次方成正比。
烟气速度的提高,会促使上述原因的作用加强,从而导致冲蚀磨损的迅猛发展,所以
烟气流速越大时,n值也就越大。
另外,由数值实验表明,当颗粒直径较小时,n值将较大。
最后应该指出的是,虽然锅炉热力计算标准中所推荐的n值为3.3。
但我们认为用直径分档的方法,先求出各档颗粒直径下的冲蚀磨损量,然后加权平均较为准确。
1.1.3省煤器结构的影响
所选省煤器的型式和结构不同,其磨损程度不同。
(1)在相同条件下,光管、鳍片管、膜式管束其抗磨性能依次减弱;
(2)省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻;
(3)错列布置磨损最严重的为第二排管子,顺列布置磨损最严重的则在第五排之后;
(4)鳍片管省煤器的鳍片越高,磨损越严重。
当鳍片高度较小(h=3㎜)时与光管的磨损程度较为接近。
故加装小高度鳍片对防磨有利;
(5)膜式省煤器错列布置时,大管径比小管径的管子磨损要轻。
在设计或改造省煤器时,应对省煤器所采用的型式和结构进行
综合考虑。
1.2腐蚀
1.2.1省煤器腐蚀的类型
省煤器的腐蚀包括管内腐蚀和管外腐蚀。
管内腐蚀属于氧腐蚀,也叫吸氧腐蚀,是指锅炉给水虽然经过处理,但仍含有一定量的氧,而氧的化学性质很活泼,能与钢铁设备的铁元素发生反应,造成钢铁设备的腐蚀,生成铁的氧化物Fe2O3和Fe3O4,便是日常所说的铁锈。
根据上述氧腐蚀原理,在给水流经省煤器管内时,由于温度较高,极易发生省煤管内氧腐蚀,在管内壁上形成溃疡状腐蚀坑陷,危及省煤器的安全使用。
省煤器的管内氧腐蚀通常是高温段轻于低温段,这是给水中的氧被逐步消耗的结果。
管外腐蚀属于硫酸腐蚀,也叫低温腐蚀,是指锅炉烟气在通过省煤器段时,由于省煤器管壁温度较低,烟气中的硫酸蒸汽便凝结成酸液而附着在省煤器外管壁上,从而造成对省煤器的酸腐蚀。
省煤器的管外腐蚀通常只发生在低温段。
1.2.2原因分析
电站锅炉省煤器中面临最为严重的是管外低温腐蚀,因而着重探讨该腐蚀内在机理。
燃料中的硫烧生成二氧化硫,其中一小部分还会生成三氧化硫,而三氧化硫与烟气中的水蒸汽会形成硫酸汽。
烟气中的硫酸蒸汽在得到冷却温度下降到酸露点后,就会凝结成液酸,液酸与烟气中的飞灰粘合便附着在冷却点的管壁上,从而给此处的钢管造成酸腐蚀。
酸露点随着烟气中酸汽浓度的增大而升高,当烟气中酸汽的含量为0.005%时,酸露点可达130~150℃,实践证明酸露点越高,对省煤器的腐蚀越大,有时甚至还会危及到高温段省煤器。
1.2.3省煤器低温腐蚀的影响因素
(1)电厂燃用煤所含硫分较高。
硫分较高是引起省煤器腐蚀的一个重要因素。
燃料中硫分、水分高,使燃烧生成的硫酸蒸汽份量多、浓度高,这就使得烟气中的酸汽露点(即凝结温度)相对增高,而代温段省煤器的管壁温度又偏低,所以酸汽极易凝结到低温省煤器管壁上,造成省煤器的腐蚀。
(2)给水温度低是造成省煤器腐蚀的一个主要原因。
给水温度低,使得省煤器的管壁温度下降,低于烟气中的酸汽露点时,酸汽使凝结在省煤器管壁上与飞灰粘合在一起,形成对省煤器管的不断腐蚀。
给水温度低对新装省煤器的影响最大。
(3)过量空气系数过大,表明烟气中的含氧量增加,这给燃烧中二氧化硫及三氧化硫的生成创造了有利条件,对省煤器的低温腐蚀也有一定的影响。
根据以上理论分析,一方面,给水温度低使省煤器管排壁温降低;另一方面,燃料中硫分大、水分大,再加上燃料的过量空气系数偏大,使烟气中的酸汽份额加大,引起酸汽露点升高。
这两方面的不利因素综合,加剧了酸汽在省煤器管壁上的凝结,促成腐蚀。
1.3振动
1.3.1管束搬起石头砸自己的脚动的形式
根据气流中刷管束的流动,热交换器可以划分成三大类,即:(1)气流横向于管子中心线的(横向流动);(2)气流平行于管子中心线的(平行流动):(3)气流烟管子中心线呈S形流动的(S形流动)。
横向流动时,激发是由于Karman涡流在单根管子的脱离而造成的。
在平行流动的情况下,气流中的涡流是导至激发的根源。
当管子一开始搬起石头砸自己的脚动,附着在管子上的气流(因形成临界层)的路径便成为弯曲的了。
于是,气流作用于管子一个离心力,致使管子更加弯曲。
按此方式,在气流和管子之间产生自激振动。
而在S形流动时,不仅在横向流动时的涡流脱离,且在平行流动时的涡流,都会激发管子振动。
振动是由涡流脱离激发,又由涡流强化的。
这种振动主要在热交换器中。
1.3.2省煤器的管束振动
省煤器的管束可以分成两种形式,即顺列和错列。
振动事故大部分发发生在顺列布置中。
例如,在国外一个火力发电厂过热器、省煤气烟道中振动的严重事故中,烟道壁上的振幅到了±0.211㎏/㎝2的数值,使烟道壁形成向外的永久变形。
(1)顺列管束省煤器
顺列式省煤器外流体自上而下不断流动,这样流体的温度以及介质的声速相应的不断变化。
横谅管束的烟气的固有频率f/Hz为:
(1)
式中b--特性宽度,m;
n--谐波次数;
c--烟气流速,m/s。
就一般规律而言,烟气的固有频率判别相对较小。
另一方面,又由于烟气横掠管束时将背侧产生漩涡成对脱离现象(即卡门涡流)。
由于旋涡交替脱离在物体表面形成交变的作用力,可能导致结构的疲劳失效;同时,旋涡脱离也是导致其它形成的振动发生的重要原因。
当漩涡脱离频率和横向烟气固有频率重合时,将进一步加强振动,整个流体就会出现非常强烈的振动。
省煤器也会受迫引起强烈的振动,于是强烈的噪声便向四周环境辐射出去。
(2)错列管束省煤器
对于错列管束省煤器,烟气的声振自频率主要与管组的自由宽度有关,可由下式求出:
(2)
式中ƒi--第i个自振频率,Hz;
i--谐振阶序列号,i=1、2、3…;
T--气体温度,K;
L--管束组的自由宽度,m。
就错列管束煤器而言,振动有其自身特点。
也就是说,当漩涡脱离的频率相等时不一定会导致辞产让强烈的振动,主要由于在锅炉机组的烟道内,声能散射部分与激发能相比所占的份额很大。
2、省煤器超温爆解决措施
(1)合理控制烟气流速,降低煤质灰分,造当控制煤粉细度,尽量避免超负荷运行以及使用防磨涂料可发有效地防止省煤器磨损;
(2)选取合适省煤器弯头排数z和烟气走廊间隙,减少速度不均匀系数kv,以及加装梳形管和护瓦或护帘都可以很好改善烟气走廊影响;
(3)提高排烟温度,采用抗腐蚀材料,加装加热冷风设备以及改用其它类型省煤器,如回转式空气预热器,都可以避免或者防止省煤器受热面的腐蚀现象;
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电力安全论文(4)使整个省煤器横向固有频率互不相同,可以改进管束的振动;
(5)光管改用螺纹翅片管,不仅可以改进流场,提高换热能力,而且可以有效地改良省煤器的积灰;
(6)运行上重视加强对过量空气系数的监控制,从而避免SO2以及SO3的生产,并且及时检修,也可以避免省煤器超温爆管。
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