燃煤锅炉运行过程中的一些常见问题分析

燃煤锅炉运行过程中的一些常见问题分析

发表时间：2018-09-12T10:30:12.690Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：杨忠奎[导读] 摘要：锅炉设备作为发电厂(火力发电厂)的核心设备，也是结构最复杂的设备。因此，容易出现各种故障，影响其正常发电。本文探讨了燃煤锅炉运行过程中的一些常见问题。

（内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市 025150）摘要：锅炉设备作为发电厂(火力发电厂)的核心设备，也是结构最复杂的设备。因此，容易出现各种故障，影响其正常发电。本文探讨了燃煤锅炉运行过程中的一些常见问题。

关键词：燃煤锅炉；运行；常见问题由于锅炉的工作环境较差，再加上工作持续时间长，因此不可避免会出现诸多问题。因此，在燃煤锅炉的运行过程中，应结合实际情况进行综合分析，对出现的问题要采用最为合理的处理措施，以全面提高锅炉的有效使用，发挥其最大效能。

一、锅炉概述

1、含义。工业上将以煤为燃料的锅炉统称为燃煤锅炉，其作用是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并以此热能加热水，使其成为一定数量和质量的高温热水或水蒸汽。

2、分类

1）按照用途可将锅炉分为：①电站锅炉：产生的蒸汽主要用于发电的锅炉。②工业锅炉：蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程及采暖和生活用的锅炉。③热水锅炉：用以产生热水供采暖、制冷和生活用的锅炉。 2）按出口额定蒸汽压力可将锅炉分为：300MW的锅炉(一般是亚临界压力),600MW的锅炉(大多为超临界压力)，其中中低压（<3.8 MPa)、高压9.8 MPa、超高压13.7 MPa、亚临界(16.7 MPa)、临界点（374.15℃，22.129 MPa)、超临界机组SCSuperCritical、超超临界机组USCuhraSuDerCritical。

3）按燃烧方式可将锅炉分为：①层然燃烧：它是将煤放置在炉排上燃烧，煤的燃烧包括在煤层中的燃烧和煤层析出的可燃气体在煤层上方炉膛内的燃烧两部分。②煤粉燃烧：在煤粉炉中燃料是在炉膛空间内呈悬浮燃烧，属悬浮燃烧方式。③流化床燃烧：它是一种介于炉排燃烧和煤粉燃烧之间的一种燃烧方式。

4）按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式可分为：①自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。②强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质除依靠水与汽水混合物的密度差外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。③直流锅炉：只依靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，称为直流锅炉。④复合循环锅炉：由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展而来，也可以说是对直流锅炉的一种改进。

二、燃煤锅炉运行过程中的一些常见问题

1、低温腐蚀一般发生在锅炉尾部受热面等烟气温度较大的地方,如空气预热器省煤器、钢制管道、除尘器和引风机等处。影响低温腐蚀的因素很多,比较突出的有燃料的含硫量、过量空气的系数、锅炉燃烧工况好坏等；低温腐蚀会造成设备的磨损及泄露,对锅炉的安全运行有较大的影响。因此在运行时应采取有效地措施来防止低温腐蚀。常见的措施主要有使用添加剂、提高受热面的壁温、低氧燃烧、及采用新的抗腐蚀材料等。从运行角度,采用低氧燃烧的控制方式、合理控制烟气中的氧气含量,冬季投入热风再循环,对尾部受热面加强吹灰或采用新材料等，可以对低温腐蚀起到一定的缓解作用。

2、如果热保护装置发生故障，就会引起机组跳闸，虽然这在一定程度上扩大了保护装置的应用范围，但同时这也是新机组在运行初期很容易发生故障的主要原因。因此在设备安装时，就需要通过应用相关控制措施来保证设备安装、设计与其性能之间相匹配，这对磨合期的缩短也具有重要作用。尤其是需要加强分析和研究基础设施协调与安排，但需注意的是，应尽可能避免发生不经意保护装置和故障趋势。如果锅炉水冷壁受热面受到损坏后，盐酸就会在低pH值的环境下损害水壁管的凝结水系统，然后在垢浓度条件下氢原子就会直接进入到水壁管中，进而直接降低由贴和金属碳化物形成的钢与甲烷的晶间强度。在发生氢损伤后，虽然在早期水壁管厚度不会出现明显变薄现象，但是会出现“开窗口”破裂问题。由于目前还没有通用的超声检测技术，这样就会导致金属位置越来越脆弱，进而极大地增加了故障处理难度。

3、在热疲劳裂纹预防过程中，可以从温度控制方面入手。针对燃煤器再循环管孔裂纹，相关部门已做出明确规定，需要从供水管道、循环管道入手，在降低管道温度的同时，加强对保护管套、插座、进料管、加热管等管道接头的有效管理，最大限度的避免出现冷热交替现象，造成集墙体及汽包出现保温疲劳问题。针对安全阀来说，由于入口管冷凝水降温所需时间比较长而造成的温差，可以采用管段流量控制、小管道等措施，最大限度的避免反向流动的蒸汽或高温整体对接头再次进行热蒸，并避免对水头墙进行直接喷水降温。在燃煤锅炉运行过程中通过合理使用这些措施，就能有效避免发生热疲劳损伤。

4、随着逐渐增加的蒸汽参数及水质量，中小型锅炉水循环事故时有发生，而随着逐渐提高的自动化控制水平，当前在燃煤锅炉中火灾、满水爆炸等事故也能有效控制，另外电厂逐渐开始应用计算机控制及全密封结构、超临界参数、亚临界的悬架，也能在一定程度上解决相关问题。通过了解目前我国已发生的电厂燃煤锅炉运行故障，根据其频率分布、严重程度进行如下分析：作为一种热疲劳，低疲劳损伤一般是指由于热膨胀造成压力元件出现局部热应力，锅炉参数变化或启停操作都有可能会引起疲劳损伤。若应力发生较大变化，局部应力可能会达到屈服极限，进而引发低周疲劳故障，发生若干个交替周期。另外，锅炉在开启或停止的瞬间，其锅炉后壁压也会发生交替，也可能会出现低周疲劳损伤，但从目前来看，这一故障的发生机率普遍不高。就该故障原理来说，只要锅炉组件之间产生温度差，或连接部件之间膨胀系数不同、存在不同扩展死区，都会形成一定的热应力，其关键就是局部屈服与热应力之间的大小差异。若在运行过程中，只有部分管壁进行加热的话，管壁之间就会存在温度差，管排在操作状态下的相对位置存在一定差异，或管壁扰度不够等，封头都会在热应力的影响下出现低周疲劳损坏。

5、电厂燃煤锅炉在投入运行后，管壁的脆性就会逐渐降低，进而发生故障问题，因此相关人员需要对管道进行定期检查，并加强宏观或多相腐蚀试验，判断管壁是否发生氢损坏。若在检查中确定是氢损坏，需及时更换出现问题的管壁，若问题不严重则可应用化学清洗，避免管壁强度和厚度继续下降。