电厂锅炉爆管的分析
第15期总第217期内蒙古科技与经济No.15,the217thissue 2010年8月InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyAug.2010
电厂锅炉爆管的分析
王轶锋,刘晓龙,高飞燕
(北方联合电力有限责任公司呼和浩特金桥热电厂,内蒙古呼和浩特 010070)
摘 要:文章对电厂锅炉过热器、省煤器、水冷壁等3个部位爆管的原因进行了详细分析,并提出了
预防及应对的措施。
关键词:锅炉;爆管;发电厂
中图分类号:TM621.2 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2010)15—0075—02
电厂锅炉爆管事故已成为当前威胁发电设备稳
定运行的突出矛盾,而且随着机组服役时间的增加,
这类事故还有逐年上升的趋势,成为影响安全生产
的主要因素,造成了极大的经济损失。爆管的反复发
生,说明这一根本问题还未被解决,因此,了解爆管
的根本原因是当前的首要问题。
1 过热器爆管的原因及预防措施
影响过热器爆管的根本原因有:过热、磨损、腐
蚀、焊接质量等,结合各厂锅炉过热器爆管实际,可
以看出,过热器爆管中由于金属过热造成的爆管约
占30%,磨损约占15%,腐蚀约占10%,焊接质量约
占30%,其他原因占15%,因此,受热面超温和焊接
质量差是造成过热器爆管的主要原因。我们主要从
这两方面来分析爆管原因。
1.1 管材质量差或焊接质量差造成过热器爆管1.1.1 管材质量差。如果管子本身存在分层、夹渣
等缺陷,运行时受温度和压力影响,缺陷扩大就会导
致过热器爆管。例如:1996年12月,某热电厂1号炉
低温过热器在使用中发生爆管,爆管开裂口呈桃形,
开口处由于爆裂已明显减薄。由爆口部位金相分析
可知:该过热器管爆裂是由于炉管材质较差,组织不
均匀,为不完全正火组织,母材基体存在大量微观孔
洞,这些缺陷影响材料的强度,最终导致过热器管爆
裂。
1.1.2 焊接质量差。在制造或维修中由于焊接质量
不过关,焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等,会导致频繁
爆管。2002年,某电厂7号炉低温过热器在运行过程
中发生泄漏,从爆管处宏观检验表明,焊缝的焊接质
量较差,焊缝根部存在大量焊瘤,泄漏点大多分布在
焊缝熔合线及热影响区内,金相检验结果表明,管束的金相组织是正常的,而焊缝、熔合线、热影响区的
金相组织为粗大魏氏组织铁素体,组织极为粗大,是
不正常组织。经以上分析可知,该次爆管是由于管材
焊缝的焊接质量极差,在焊缝熔合区内存在粗大魏
氏组织、大量非金属夹杂等缺陷而造成的。
1.2 受热面超温造成过热器爆管
金属超过其额定温度运行时,有短期超温和长
期超温两种情况,因此,造成受热面过热爆管有短期
过热和长期过热两类现象,受热面过热后,管材金属
超过允许使用的极限温度,内部组织发生变化,降低了许用应力,管子在内应力作用下产生塑性变形,最
后导致超温爆管。
1.2.1 受热面短期过热。锅炉受热面内部工质短时
间内换热状况严重恶化时,壁温急剧上升,使钢材强
度大幅度下降,会在短时间内造成金属过热引起爆
管。导致短期过热的原因有:管内汽水流量严重分
配不均;炉内局部热负荷过高;管子内部严重结
垢;异物严重堵塞管子;错用钢材等。
1.2.2 受热面长期过热。锅炉受热面管子由于热偏
差、水动力偏差或积垢、堵塞、错用钢材等原因,管内
工质换热较差,金属长期处于幅度不很大的超温状
态下运行,管子金属在应力作用下发生蠕变(管子胀
粗),直到破裂。长期过热主要发生在高温过热器的
外圈向火面,低温过热器也可能发生。例如:2004
年,某电厂6号锅炉大修时,锅炉检验中心对锅炉受热面进行抽查检验时,对高温过热器管作金相分析,
发现其组织为铁素体碳化物,珠光体已球化,球化程
度为3～4级,碳化物成小球状分布于铁素体的晶粒
边界上,抗拉强度已明显降低,建议更换高温过热器
管。分析原因,主要是由于这几年全厂蒸汽负荷较
低,6号炉长期处于低负荷运行状态,过热器管内蒸
汽流速较低,传热效果差,管壁长期处于超温状态,
从而导致过热器管长期过热使内部组织发生变化。
1.3 造成过热器管超温的原因及应采取的措施
在设计上,如果存在锅炉炉膛高度偏低,火焰中
心偏后、水动力工况差、蒸汽流量偏低和受热面结构
不合理等因素,都会造成过热器普遍超温或存在较
大的热偏差局部超温;在制造、安装和检修中如果出
现管内异物堵塞、屏过联箱隔板倒等缺陷,会造成工
质流动不畅,引起受热面超温;运行中,如果出现燃烧控制不当、火焰上移、火焰偏斜、炉膛出口烟温高
风量不足、燃烧不完全引起烟道二次燃烧、蒸汽流量
不足、减温水投停不当、高压加热器投入率低等情
况,也会造成过热器管超温;另外,给水品质不良,引
起管内结垢积盐,影响传热,也会造成过热器管在运
行中超温。
为了预防过热器管超温,在运行中,应严格按运
行规程规定操作,锅炉启停时应严格按启停曲线进
行,控制锅炉参数和过热器管壁温度在允许范围内;
严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及水位等主要指标,・75・收稿日期:2010-04-21 总第217期 内蒙古科技与经济
防止超温超压、满水、缺水事故发生;做好锅炉燃烧
调整,防止火焰偏斜,注意控制煤粉细度,合理用风,
防止结焦,减少热偏差,防止锅炉尾部再燃烧;加强
吹灰和吹灰器管理,防止受热面严重积灰;保证锅炉
给水品质正常及运行中汽水品质合格等。
2 省煤器爆管原因及预防措施
造成省煤器爆管有以下几方面的原因:给水质
量差,水中含氧多,造成管子内壁腐蚀;烟气低温腐
蚀;管子质量和焊接质量不好;给水温度和给水流量
变化较大,造成管子的热应力过大;飞灰磨损严重
等。在以上原因中,造成省煤器爆管的最主要的原因
是飞灰磨损和焊接质量这两方面。
2.1 焊接质量差
同过热器管爆管原因相似,制造或维修中,由于焊接质量不过关也会导致省煤器管频繁爆管。2000
年9月,某电厂4号炉低温省煤器在同一部位连续两
次发生泄漏,经过宏观检验及金相分析表明,第一次
爆管是由于安装焊缝质量较差,存在气孔及夹渣造
成的,而第二次爆管就发生在上次更换管段的焊缝
处,由于焊接质量差造成了二次泄漏。
2.2 飞灰磨损
运行实践表明,在锅炉的过热器、省煤器和空气
预热器三个主要对流受热面中,省煤器的磨损最严
重。因为省煤器通常是错列布置,烟气对错列管束的
冲刷比较强烈,磨损比顺列严重得多,而且省煤器处
的烟气温度比较低,烟气中灰粒相对较硬,这两个因
素使得省煤器磨损比过热器及空预器严重得多,省
煤器磨损爆管主要发生在以下部位:
2.2.1 省煤器第二、第三排管子。因为省煤器通常
是错列布置,省煤器第一排管子受到较低烟速即进入省煤器前空烟道内烟速地冲刷,进入第二排管子
后由于烟气流通截面减小,速度突然提高,烟气中灰
粒的冲击力较大,所以第二、第三排管子磨损较以下
各排管子严重。
2.2.2 省煤器管弯头处。省煤器管的弯头与竖井烟
道两侧墙之间的间隙形成烟气走廊,因阻力较小,烟
气流速高,磨损较严重。
2.2.3 靠后墙的蛇形管排。对于型锅炉,烟气自
水平烟道转弯进入竖井烟道,由于离心力作用,烟气
中大部分灰粒集中在竖井烟道的后墙,所以靠后墙的几排蛇形管排磨损较严重。
2.3 造成省煤器磨损的原因及预防措施
导致磨损的原因有:燃煤含灰量高,飞灰中夹带
硬颗粒;烟气流速过高或局部烟速过高;烟气含灰浓
度分布不均,局部灰浓度过高。
通常采用减少飞灰撞击管子的数量、降低烟气
流速或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损。如:控
制烟气流速,尤其是烟气走廊处的烟气流速,因此,
在安装和维修时,应尽量减小省煤器管子与墙之间
的距离,同时使各蛇形管间距离要尽量均等;对于
局部烟气流速过高的地方,应在管子易磨损部位如:
弯头处、第二第三排管子、靠后墙的几排管子等地方
加装防磨装置;对省煤器管冷喷涂高温耐磨涂料
来增加管子的抗磨性。3 水冷壁爆管原因及预防措施
3.1 水冷壁爆管主要有以下原因造成管子局部被杂物堵塞,致使水循环不良,引起
管壁过热产生鼓包或裂纹。这种爆管属于短期过热
爆管;水质不合格,致使管内结垢;锅炉在点火
升压过程中操作不当;锅炉严重缺水时,突然大量
进水产生巨大应力使管子损坏;管子材质不合格
或焊接质量较差。
3.2 防止水冷壁爆管的措施
保证给水和炉水的品质合格,减少水冷壁管内
结垢和腐蚀;调整好燃烧,使火焰均匀不偏斜,防止
水冷壁管受热不均,水循环被破坏;防止水冷壁管外
部磨损;升温升压时严格按规程进行,控制好升压速
度。
4 结束语
为了有效防止锅炉爆管,除在安装、维修、运行调整方面采取以上措施外,还要对锅炉受热面做好
金属监督工作,主要包括以下几方面:对受热面进
行蠕胀、变形和磨损等情况的定期检查;对长期存
在过热问题的受热面,加装热工温度测点进行监督
控制;定期进行割管检查,对高温过热器、低温过
热器管子做金相检验,对炉膛热负荷最高区域水冷
壁管内壁结垢、腐蚀情况进行检查。只要找到爆管的
根本原因,采取行之有效的预防措施,就能从根本上
解决锅炉爆管问题,有效地防止爆管事故的发生。
(上接第74页)
本工程土方开挖边坡坡度为1∶0.5～1∶0.75,
一层开挖到底。排水管沟东西走向段回填土厚3.0m
～3.65m,淤泥质土含水量为39%,内聚力C=10KPa,内摩擦角=17.2°。该区域土方分二层开
挖,上层回填土层边坡取1∶0.75,下层淤泥质土取
1∶2。经计算,最小滑弧安全系数K=1.114>1.0,
满足稳定要求。
4 土方回填
现场开挖土方主要由填石组成,局部有素填土。
根据陡河电厂岩土工程勘察报告,开挖土中可溶盐
总含量为6.78g/kg～16.77g/kg,主要离子成分为
C1-、Na+、HCO3-,其中硫酸盐含量一般为440g/kg～1370mg/kg,对混凝土有弱腐蚀性。电厂混凝土结
构的防护等级至少达到了二级防护,能抵抗中等程度腐蚀,开挖土可用于回填。
根据土方与爆破工程施工及验收规范(GBJ201
-83):碎石类土或爆破石碴用作填料时,其最大粒
径不得超过每层铺填厚度的2/3;当使用振动碾时,不得超过每层铺填厚度的3/4。关于压实机械,可根
据基坑情况选用压路机、打夯机或人工打夯。每层铺
土厚度和压实遍数应根据土质、压实系数、机具性能
由现场试验确定,通常选用标准可参照如下:
人工打夯:每层铺土厚度不大于200mm,每层
压实遍数3～4遍。
打夯机打夯:每层铺土厚度200mm～250mm,
每层压实遍数3～4遍。
压路机(8～15t)碾压:每层铺土厚度≤400mm。
先静压,后振压,压实遍数6～8遍。・76・
锅炉水冷壁爆管原因分析及解决措施
锅炉水冷壁爆管原因分析及解决措施
发布时间：2021-09-23T03:27:35.850Z 来源：《当代电力文化》2021年第14期 作者： 尚李超
[导读] 针对煤粉锅炉在运行过程中出现的水冷壁爆管事故
尚李超
华电新疆发电有限公司昌吉分公司 新疆 831100
摘要：针对煤粉锅炉在运行过程中出现的水冷壁爆管事故，从锅炉运行飞灰磨损、水冷壁管屏和炉膛蒸汽吹灰等各方面进行原因分析，全面对炉膛蒸汽吹灰器附近区域的水冷壁管壁进行壁厚测量，制定相应的换管和喷涂处理等检修措施，保证锅炉的安全稳定运行。
关键词：水冷壁磨损；爆管；吹灰器；防磨；壁厚
引言
水冷壁是发电厂锅炉的主要受热面部分，由数排钢管组成，布置在燃烧室四周。内部为流动的水或蒸汽，外部接受锅炉炉膛火焰的热量。水冷壁的主要作用为吸收燃烧室的辐射热，使水受热而产生饱和蒸汽；保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏；同时水冷壁还起悬
吊炉墙的作用。
1工程概况
某厂4#、5#、6#锅炉是我单位锅炉480t/h的循环流化床锅炉，锅炉东、西两墙是237根（宽度：18120），南北两墙是98根（7492），水冷壁管Φ51×5，炉膛布风板以及布风板往上到标高14555是浇注料区域，之后间隔800是第一道防磨梁、间隔1000是第二道防磨梁、间隔
1200是第三道防磨梁，每道防磨梁宽度是120，三道防磨梁之间用的是金属喷涂用来防磨，也就是说这“三道防磨梁+金属喷涂”是用来防止水冷壁管磨损的方法和措施，平时锅炉停炉常规测厚这三道防磨梁间隔3m区域的区间测厚都在4.6~5.0之间，不过在锅炉运行的过程中，6#
炉频繁发生爆管都是在炉膛后墙（东墙）第三根防磨梁之上（标高17555~23555之间），炉膛后墙标高17555往上6m左右存在磨损现象，而
且还存在偏磨现象，水冷壁中心线北侧的水冷壁管偏向北侧出口烟道磨损，水冷壁中心线南侧的水冷壁管偏向南侧水平烟道磨损，4#炉停
炉、5#炉停炉也存在这个现象最低点是3.6，大部分都是在（3.8~4.2）这个区间，足以可见后墙受到了磨损，原来设计的煤粉的发热量是
锅炉水冷壁爆管原因分析处理及预防措施
锅炉水冷壁爆管原因分析处理及预防措施
摘要：本文以锅炉水冷壁爆管、泄漏的原因为切入点，针对锅炉水冷壁爆管的处理以及解决优化措施进行了相应的分析与探讨，希望能为我国锅炉使用质量的提升以及电力企业工作效益的优化提供参考和借鉴。
关键词：电力设施；锅炉设备；水冷壁；技术措施
前言：随着我国社会经济的不断发展以及科学技术水平的不断提升，电气化设施的使用已经获得了较大的优化调整，电力工业在当前我国国民总体经济水平增长中也起着重要的作用，社会的发展建设与电力工业的进步之间是紧密关联的。锅炉作为电力公司日常生产工作过程中进行电能与其他能量输出的基本载体，锅炉自身的安全正常运行，能够对国家以及当前区域的社会稳定和经济水平建设以及人民群众生活品质的提升有着重要的影响。由于锅炉长时间处于高温高压的状态下，经常容易出现各种安全事故，其中锅炉水冷壁爆管率是最容易出现事故的薄弱环节，为此，本文针对这一问题进行了分析研究。
一、锅炉水冷壁爆管问题出现的原因
（一）磨损
磨损是锅炉在使用过程中出现水冷壁减薄以及水冷壁爆破的最主要原因之一，由于磨损机理存在差异，在当前水冷壁上主要存在着掉渣磨损、机械磨损以及煤粒磨损等几种情况，在运行的过程中，如果燃烧调节偏离了设计标准，燃烧中心的切圆直径变大或者切圆偏离中心，尤其是在承受的负荷较高时，一次风煤粉的浓度较高、风速较大就会直接对当前的水冷壁产生磨损。其次，如果燃烧过程中的需氧量不足，就会导致燃烧时间较长，或者是出现不完全燃烧问题，导致烟气携带颗粒物会对水冷壁产生直接的冲刷，从而直接造成管壁厚度降低，甚至是管壁损坏。最后，由于水冷壁在进行工作的过程中可能会出现燃烧组织不当，或者是空气动力磁场不稳定的问题，从而导致结焦现象出现，如果焦渣掉落或者是除焦方法选择不当，都会导致磨损问题的出现。
（二）腐蚀
管外部出现腐蚀爆管的位置会存在着大量的含硫沉积物，靠近基体一侧的沉积物通常是黑色的沉积物，并且与管壁之间进行紧密结合。管内出现腐蚀问题，通常是由于水质不合格而引起的，管内腐蚀出现的位置相对来说较为随机，对其进行探测的难度较高。常见的管类腐蚀有氧化腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀等。氧化腐蚀主要是由于当前给水氧含量超标，引起的金属表面存在着皿状的蚀坑。至于超高压机组在使用过程中，还可能会出现酸性腐蚀以及碱性腐蚀等问题，酸性腐蚀主要是由于使用酸式磷酸盐进行处理，从而导致的酸性腐蚀的报口附近不会存在着较大的塑性变形，或者是较为明显的蠕胀问题，管类表面的结垢层由多层构成。氢腐蚀是在水管路或者停炉出现的各种含有氧化铁以及氧化铜成分的水渣，在锅炉水冷壁受热面内壁所出现的沉积所导致的。如果当前向火内侧内壁金属与上述氧化物之间进行充分的反应所造成的蒸汽腐蚀就会产生大量的氢气，如果这些氢气无法被气流在短时间内快速带走，就会与钢管表面产生化学作用，使钢管表面出现脱碳现象，导致钢材变脆，进而出现爆管问题。
工业锅炉爆管的现象与分析
工业锅炉爆管的现象与分析
1.锅炉爆管的现象
（1）爆管时可听到汽水喷射的响声，严重时有明显的爆破声。
（2）炉膛由负压燃烧变为正压燃烧，并且有炉烟和蒸汽从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。
（3）给水流量不正常，大于蒸汽流量。
（4）虽然加大给水，但水位常常难以维持，且汽压降低。
（5）排烟温度降低，烟气颜色变白。
（6）炉膛温度降低，甚至灭火。
（7）引风机负荷加大，电流增高。
（8）锅炉底部有水流出，灰渣斗内有湿灰。
2.锅炉爆管的原因
（1）水质不符合标准。没有水处理措施或对给水和锅水的质量监督不严，使管子结垢或腐蚀，造成管壁过热，强度降低。 （2）水循环不良。锅炉设计不合理，水循环不良，造成局部管子水流停滞、倒流或流速
过低等；在检修时，管子内部被脱落的水垢或异物堵塞；由于运行操作不当，使管外结焦， 受热不均匀，破坏了正常水循环。
（3）机械损伤。管子在安装中受较严重机械损伤，运行中被耐火砖或大块焦渣跌落砸破。
（4）烟灰磨损。处于烟气转弯、短路处或被正面冲刷的管子，管壁被烟灰长期磨损减薄。
（5）吹灰不当。吹灰管安装位置不当，使吹灰孔长期正对管子冲刷。
（6）材料质量不合格。管材未按规定选用和验收，如有夹渣、分层等缺陷，或者焊接质量低劣，引起破裂。
（7）升火速度过快，或停炉放水过早，冷却过快，管子热胀冷缩不均，造成焊口破裂。
（8）严重缺水时，管子缺水部分过热，强度降低。 （9）给水温度低，给水导管位置又不合适时，给水不能与炉水充分混合，而集中进入炉管，使炉管因温度不匀发生变形，造成胀口处漏水，甚至发生环形裂纹。
3.锅炉爆管的处理
（1）炉管破裂泄漏不严重且能保持水位，事故不至扩大时，可以短时间降低负荷维持运行，待备用炉启动后再停炉。
（2）炉管破裂不能保持水位时，应紧急停炉，但引风机不应停止，还应继续给锅炉上水， 降低管壁温度，使事故不致再扩大。
火力发电厂亚临界机组1025t／h锅炉后屏过热器爆管综合分析及防治
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 科技・探索・争鸣 ６００ＭＷ机组）。 上述定值的计算是基于主汽门关闭情况良好ｆ无泄漏沩前提条件 的，若主汽门不能完全关闭，上述定值应根据实际情况调整．以免造成 保护拒动。 ２．５正向低功率保护最小动作功率定值整定 正向低功率联锁动作的保护装置按以下原则选择：可允许它们探 测到的故障暂时继续存在，即这些保护动作先关闭主汽门．然后再跳 发电机断路器、灭磁开关４１Ｅ．从而可减少汽机超速的危险 正向低功率保护最小动作正向功率值应根据整个机组安全平稳 运行性能的最小稳定运行功率要求来整定 正向低功率继电器的整定 范围为０．３～０．７％满负荷功率．选择Ｏ．７％作为整定值的上限是因为对 应于此蒸汽流量值的汽轮发电机组的转速不会超过机组的允许转速 值，选择０．３％作为下限值是为了考虑主汽门关闭后的正常蒸汽泄漏． 因而避免继电器不动作。秦山二厂正向低功率继电器的整定范围除与 广东核电站同为Ｏ．５％额定功率．还要求逆功率时该继电器也能动作． 目的是防止主汽门完全关闭正向低功率继电器不动作。正向低功率设 有延时．以防止发电机在瞬态功率摆动时保护误动作 通过正向低功率联锁跳发电机断路器的保护有：失磁保护．低频 保护，４１Ｅ灭磁开关联跳，逆功率保护及正常手动跳闸 ３运行维护 秦山第二核电厂运行２Ｏ多堆年来．逆功率保护运行可靠 但对于 该项保护的运行维护必须可靠到位．一旦出现正向低功率保护拒动或 者逆功率保护误动．将可能产生不必要的汽轮机事故．造成巨大的经 济损失 例如岭澳核电ｌ号机在２００２年首次并网期间就曾出现发电机逆 功率保护动作，３０秒钟后保护跳闸，跳汽机，灭磁，然后由汽机联跳信 号跳发电机出口开关．主变带１号机组厂用负荷运行。机组跳闸后．通 过查看相关报警记录．发电机为负功率输出与高压侧电网潮流矛盾． 因此，怀疑是ＣＴ接线错误 维修仔细查看了继电器的说明书后发现 继电器本身要求电流互感器的尾端连在一起．而设计图纸和实际接线 是将其首端连在一起，导致进入继电器的电流反向。为了得到正确方 向的电流，维修人员将电流回路里的中间ＣＴ一次侧接线改变．从而 使进入继电器的电流满足继电器本身的要求 改线完毕后再次并网成 功 该事件对我们有很好的借鉴意义．往后的每次大修后都要求对发 变组相关保护进行系统的保护校验．尤其是有方向要求的相关保护． 谨防类似ＣＴ接线错误事件再次发生 在发变组保护中一般采用的电流互感器为保护级５Ｐ或１０Ｐ．保 证在电气故障时电流互感器不饱和．以避免保护装置误动作：但随着 工程的实际经验的累积．在低功率及逆功率保护动作时电流互感器远 小于额定电流．无需考虑饱和问题．而需要尽可能提高电流互感器的 精度．以保证在小电流时的测量准确度 所以．建议秦山二厂技改采用 精度不低于Ｏ．５级的测量级电流互感器 ４结束语 国家电力《防止电力系统重大事故的２５项重点要求》中防止汽轮 机超速一条中为防止汽轮机超速。要求大功率机组装设逆功率保护。 它的作用是人为停机时，负荷减到零后．发电机吸收有功（即逆功率） 以证明主汽门已关严．逆功率可发信号也可作用跳闸．防止主汽门未 关严的情况下跳开发电机开关造成汽轮机超速 根据秦山第二核电厂２０多堆年的运行情况来看．逆功率保护可 靠性高，动作可靠．没有出现误动情况，对汽轮机起到很好的保护作 用。秦山二期除了配置常规的逆功率保护外．还增设正向低功率保护， 通过合适的动作整定值．可以实现既避免出现超速“飞车”的事故发 生，又能保护汽机叶片不受到损坏，保证了核反应堆的安全运行 Ｉ 【参考文献】 ［１］贝俊娟．发电机变压器组保护系统手册闳．浙江：核电秦山联营有限公司，２００５． ［２］管新娟．发电机正向低功率及逆功率保护配置及整定【ＪＪ．电力系统保护与控 制．２０１１． ［３］黄鹄．秦山第二核电厂高级运行培训教材【ｚ】．浙江：核电秦山联营有限公司． ２００８． ［４］张志坤，王致刚．核电厂逆功率运行工况特性ｆＪ］．黑龙江电力，２００２，２４（０１）． ［责任编辑：陈双芹］ （上接第３６９页）宏观检查、成分分析以及取样金相微观分析以可以 认为： 一 图７ ７—３管出口段组织形貌５００Ｘ １）爆口属于短期过热所致。短期过热时管壁温度超过材料的相变温 度（Ａｃ１“钢１０２Ａｃ１为８２０￣Ｃ”）．金属的组织发生相变．金属的高温强度 下降，不能承受管内介质的压力，金属发生急剧的塑性变形．管径胀粗。 ２）爆口管及取样管的金相组织老化并不很严重．说明在长期运行 时管子壁温虽说存在超过报警温度（后屏报警温度为５０８℃）的现象． 但超过管子的最高使用温度的情况并不很严重 ３）检查中发现个别管管内有大量氧化皮现象．检查内壁氧化皮也 比较厚．说明个别靠管排下部的管子在使用时处于温度较高区域．内 壁形成较厚的氧化皮 ４）有较厚内壁氧化皮的管子．当氧化皮在较短时间内大量脱落在 下弯头堆积．堆积的氧化皮堵塞管路．管壁温度急剧上升．外壁氧化皮 也出现脱落现象，当管壁温度超过材料的Ａｅ１，造成短时过热爆管。 ５结论及建议 造成该电厂＃１炉后屏过热器爆管的原因是： 个别靠管排下部的管子在使用时温度较高．内壁已经形成较厚的 氧化皮，在机组启动过程中，随着负荷地增加，蒸汽参数不断提高，壁 温上升迅速．氧化皮与管道母材受热膨胀率存在差异．当氧化皮在较 短时间内大量脱落后在下弯头堆积．堆积的氧化皮堵塞管路时．管壁 温度急剧上升，超过材料的Ａｅｌ，立即爆管。因而，爆口出现短时过热 爆口特征。 建议： １）机组启停运行过程中的控制： （１）机组启动和停机时．应控制升降温速度，避免管壁超温或者升 温速度过快、降温速度过快引起氧化皮大量剥落。 （２）机组运行期间要严格控制超温．调整参数要控制幅度．如应尽 量避免大量投减温水．造成管壁温度下降幅度过大引起氧化皮大量剥 落：必要时定期对炉管进行吹扫．将沉积于炉管下弯头的氧化皮及时 冲走．防止堵塞管圈蒸汽流量不足而过热爆管。 ２）机组停运检修期间的控制： （１）停炉时应加强对后屏过热器靠下部管子的管壁外观及胀粗的 检查．对外观异常及胀粗超标的管子及时更换 （２）停炉时加强氧化皮抽查力度，当发现外壁氧化皮脱落严重、管 子外壁有过热变色以及管子胀粗等异常情况时．应对异常的管子百分 百使用射线投照的方法进行管内氧化皮的检查清理ｏＩ｜ 【参考文献】 『１］中华人民共和国国家能源局．ＤＬ／Ｔ ４３８—２００９火力发电厂金属技术监督规程 ［Ｓ］．２００９． 『２］中华人民共和国国家发展和改革委员会．ＤＬＦＦ ８８４—２００４火电厂金相检验与 评定技术导则『ｓ１．２００４ 『３仲华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．中国国家标准化管理委员会． ＧＢ ５３１０—２００８高压锅炉用无缝钢管ｆｓ１．２００８． 『４］中华人民共和国国家发展和改革委员会．ＤＬＦＦ ９３９—２００５火力发电厂锅炉受 热面管监督检验技术导则ｆｓ１．２００８． ［责任编辑：刘帅】 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏ１。ｇＹ Ｖｉｓｉ。ｎ科技视界ｌ ３５７ ｌ
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。
论电厂锅炉受热面超温爆管原因分析及预防
３原因分析 综上两次锅炉受热面的保管爆管情况看，都存在着超温运 行的情况，具有相对的共同特征，分析其原因有： （１）管材１２Ｃｒ２ＭｏＷＶＴｉＢ（钢１０２），已严重老化，具有长期 过热材质老化的特征。管材的屈服强度和抗拉强度均显著低于 标准值，管子的硬度已严重低于标准的最低值，已不能满足实 际运行的需要。 注：钢１０２（１２Ｃｒ２ＭｏＶＴｉＢ）是我国自行研制成功的一种低 合金（＜３．５％的合金元素量）多组元强化的贝氏体热强钢，目前 国内已停止生产，这种材料在设计寿命内频繁爆管的现象较为 常见，无法达到材料设计的要求。该钢种在长期运行过程中，会 出现碳化物析出长大等组织老化现象。过热器管和再热器管因 短期高温或长期超温而引起过热器管组织快速老化而发生爆 管的情况时有发生。 电厂一般应用金相组织监督及常温性能测试作为钢１０２ 过热器管及再热器管的评定判废方法。但有文献表明，钢１０２ 室温强度指标对组织老化反应迟钝，而高温短时力学性能指标 则反应灵敏，更适合于作为该钢老化评定的指标。 （２）高温过热器处于长期的高温区运行，管子发生蠕变过 程（管径胀粗）的同时，珠光体钢发生珠光体的球化过程。珠光 体的球化导致钢的蠕变极限和持久强度极限降低，因而将导致 钢管在运行过程中的蠕变加速。 （３）管材长期过热导致最终在较短时问内由于蠕变而爆破。 通过分析还表明，向火面的组织球化程度比背火面严重，而且 与此相应向火面的钢硬度比背火面低。 （４）管子表面产生腐蚀减薄，向烟侧长时过热，二者共同作 用而使管子发生爆管。 ４防范措施 ４．１设备防范措施 （１）由于钢１０２这种材料组织不稳定，在设计寿命内频繁 爆管的现象较为常见，无法达到材料设计的要求，为了保证机 组的安全运行，确定Ｒ１０２是否还能适应机组运行的需要，必须 对割下的管子进行寿命评估。必要时用进口的＇１９１管材或更高 等级管材替代。 （２）认真做女子“四管”防磨防爆检查和炉内管子定期取样作 金相分析检查，特别是平时易影响到超温的区域，如出现管子 超温氧化严重、蠕胀变形等问题超标时应及时更换，避免因超 温引起管材质量老化爆管事件。同时应针对性地加强炉“四管” 改造力度，提高超温区域管材等级。 （３）利用停炉机会，对锅炉风烟系统挡板、减温水调节器、 燃烧器检查系统等设备进行彻底检查，必要时利用其他外界手 段确保受热面在正常的温度下安全稳定运行。 （４）及时清除炉内管子结焦，加强对结焦部分管子检查，防 止焦内腐蚀、老化。 （５）加强对炉膛出口受热面的出列、变形管子校正恢复，避 免形成烟气走廊，使局部管子超温过热。 （６）加强受热面个区域的管材监督，建立完善的档案制度， 有效监控各区域的温度及材质变化情况。 ４．２机组运行中的防范措施 （１）锅炉正常运行时应维持主蒸汽、再热蒸汽温度为５４０￣ ５℃，两侧汽温偏差＜１５℃；过热器和再热器管壁温度不超过运行 控制温度。 （２）做好燃烧、配风的调整工作，保持合适的炉膛火焰中 心，防止火焰偏斜，缓解超温问题。 （３）锅炉汽温调整要使用烟气挡板同减温水相互配合，根 据主再热汽温保持一定的烟气挡板开度 要根据过热器各段汽 温变化趋势及时调节，保证过热器中间点汽温维持稳定其出口 汽温的稳定。一般应注意维持后屏出口汽温不超过５２０％基本 能保证过热器出口不超温。 （４）制粉系统的启、停过程应缓慢进行。 （５）严格执行吹灰器管理制度，不得随意对吹灰器停运，如 排烟温度偏高，减温水量投入较大、燃用结焦性较强的煤种时， 应有针对性地增加吹灰区域和吹灰次数。如汽温高时可加强炉 膛吹灰，汽温低时可加强锅炉烟道的吹灰。 （６）运行中出现异常情况汽温超标时一定要果断处理，当 即立断采取必要的手段，调整幅度可适当加大，尽力减小汽温 超限幅度，保证机组运行安全。当汽温快速上升超过５４０￣Ｃ时一 定要超前进行操作，及时果断采取一切必要手段进行调节。 （７）汽机高加解列会使汽温升高、管壁超温，应提前做好准 备，调整锅炉二次风配风方式为倒塔式，及时进行炉膛吹灰，适 当减小上层给粉量。 （８）严格按《防止锅炉结渣或结焦的安全技术措施》执行各 项防结焦措施，防止结焦造成锅炉汽温、管壁超温的问题。 参考文献： ［－１３何荣强，郑重，等．锅炉运行规程ｌｅｄ．湛江发电厂，２００９． ［２］林丁，伍明生，等．电厂金属材料监督规程［Ｒ］．湛江发电厂，２００８ （上接第８９页） 乳油１００ｍｌ，加少量水，拌种１００ｋｇ；开花、灌浆期用５０％多菌灵 可湿性粉剂５００倍液或７５％百菌清可湿性粉剂５００倍液喷施２ 次。 ３．６．２叶枯病防治 叶枯病，危害叶部，造成叶片干枯。防治措施：及时除脚叶， 保持田间通风透光；用７５％百菌清可湿性粉剂５００倍液喷施２ 次。 ３．６．３玉米螟防治 幼虫三龄前集中危害幼嫩心叶，四龄以后钻入茎秆内，蛀 食茎髓，造成植株折断枯死。防治措施：幼龄幼虫群集心叶而未 蛀入茎秆之前，采用１．５％的辛硫磷颗粒剂直接施放于薏米植株 喇叭口内或用９０％敌百虫１０００倍液灌心叶。 ３．７采收 当８０％籽粒成熟时，连杆收割、脱粒。晒干至含水量≤ １４．Ｏ％，扬净包装贮藏。 ４结语 引种试验表明，龙薏１号薏米丰产性好、抗病性较强、品质 优，综合农艺性状优良，达到生产要求，适宜于本区域推广种 植。栽培时，应采用相配套的栽培技术措施，注意防治黑穗病、 叶枯病及玉米螟危害。 参考文献： ［１］李广昌，林炎照，赖永红，施金峰，林水明，谢毅钦．“龙薏１号”特征 特性及高产栽培技术啪．福建稻麦科技，２００８（２）． 广东科技２０１３ ３第６期
浅谈我国电厂锅炉过热器爆管原因及解决对策
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浅谈我国电厂锅炉过热器爆管原因及解决对策
作者：姜玉铮
来源：《商品与质量·消费视点》2013年第03期
摘 要：电厂锅炉设备对工业安全建设具有重要意义，本文主要对我国电厂锅炉过热器爆管的原因进行了分析，针对该电厂的实际情况，针对爆管产生的原因，提出合理的解决对策，促进工业安全生产。
关键词：电厂锅炉；过热器爆管；对策
近些年，一些电厂锅炉过热器弯管爆管事故频繁发生，已经严重影响到电厂正常的运行。对电厂锅炉过热器爆管的原因分析，预防爆管发生，对安全生产意义重大。
一、概况简述
过热器按蒸汽流程可分为低温过热器和高温过热器两级，低温过热器布置在尾部竖井的主烟道内，高温再热器布置在水平烟道内。低温过热器由89 片6 管圈同绕的管片组成。沿高度分为上、中、下三组及向上穿过转向室的垂直管段四个部分，垂直段及上组管材为12Cr1MoV，中组为15CrMo、下组为20G。低温过热器出口的蒸汽经左右交叉后进入高温过热器，高温过热器由85 片7 管圈同绕的管片组成，高温过热器最外圈采用1Cr18Ni9Ti 钢管，其余管圈采用12Cr2MoWVTiB（钢102）钢管。
二、爆管原因分析
（一）材质原因
该电厂机组型号为WGZ-420/13.7MPa，最外圈管材质采用1Cr18Ni9Ti 钢管，其余管圈采用12Cr2MoWVTiB（钢102） 钢管，过热器炉外连接管都采用12Cr1MoV材质，工作压力是3.54MPa，工作温度是540℃。12Cr2MoWVTiB 材质是一种低合金贝氏体型耐热钢，在小于600℃时具有良好的综合力学性能、抗氧化性及组织稳定性。超过600℃时，抗氧化性能下降，腐蚀率为0.15mm/ 年。但也存在对热处理敏感、塑性差、焊后塑性和耐蚀性差等缺点，经过长期使用后，由于受热不均，内壁氧化皮的剥落更进一步增加了管壁的温度差。加上温度骤冷骤然的交替变化，使得材质逐级变脆，因而限制了这类材质的使用年限。此外，管壁在运行中受到蒸汽的热冲击会出现裂纹，也会降低弯管的性能质量。加上长期使用且不加以维护，就会引起过热器弯管爆管事故的发生。
锅炉受热面超温爆管的原因及预防措施
锅炉受热面超温爆管原因及预防措施
在火电生产中，锅炉压力受热面超温爆管事故在非计划停炉事故中占很大比例,是影响机组安全稳定运行的主要因素,因此解决超温问题十分重要，现根据部分经验数据粗浅分析如下：
一、原因分析
1）根据日常运行记录可以发现，每台炉都有燃烧调整不当的情况发生，例如，未根据燃烧需要及时调整每层燃烧器或炉排的空气分布，使燃烧工况偏离设计值，火焰中心偏移，导致燃烧行程加长，炉膛出口烟温升高。如果锅炉各角一次风口风量不均匀，给煤机或炉排转速不均匀也能造成燃烧中心偏斜，甚至贴壁燃烧，使水冷壁局部超温。在启、停给煤机及锅炉负荷升降的过程中，由于运行工况的变化率过大，炉膛出口烟道温度场和速度场分布不均，也会加大局部超温的可能性。
2）根据空气动力场试验，炉膛出口处可能存在着一定的残余气流旋转现象，而一、二次风的动量比会影响到烟气流的旋转强度，使沿炉膛宽度方向的炉膛出口烟温和烟速分布存在一定的偏差，造成水平烟道的烟温分布不均，在这种情况下，烟气温度场和速度场的分布偏差使受热面吸热偏差较大，加大了局部超温的幅度。
3）由于煤种原因造成过热器或水冷壁严重结焦，或者因设备老化，吹灰设备等因素导致炉膛部分受热面粘灰严重，促使受热面烟气温度进一步升高，加剧了过热器的超温，造成过热器爆管。
4）锅炉本体有不同程度的漏风，造成炉膛出口烟道烟气量增加，也加剧了超温。
5）供水水质不合格或无定期排污、除氧效果差、汽包加药量不合适等因素造成给水品质不良，易对管子形成腐蚀，引起受热面管内结垢积盐，影响传热。当给水不合格时，在水冷壁上结垢并形成垢下腐蚀，会造成受热面在运行中发生超温现象。 6）设计安装方面，由于管子的长度和焊口的数量不尽相同，这一客观因素必然导致各受热面热偏差，产生超温现象。
热电厂锅炉水冷壁鼓包和爆管原因分析
龙源期刊网
热电厂锅炉水冷壁鼓包和爆管原因分析
作者：高超
来源：《科学与财富》2017年第36期
摘 要：在火力发电厂机组运行的过程当中，锅炉的水冷壁出现鼓包爆管的情况经常发生， 这直接给机组的运行安全性和稳定性造成了影响，进而影响到电厂的经济效益。所以如何能保证锅炉运行的安全性，改善和解决水冷壁鼓包爆管的问题就显得尤其重要，需要我们首先积极进行分析，之后总结可行的策略。本文结合热电厂锅炉水冷壁出现的鼓包爆管事故进行原因分析，总结了一些可行的对策，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
关键词：水冷壁；鼓包爆管；吹灰器；磨损超标
在整个锅炉机组当中，水冷壁是其中最为重要的一个受热面，就作用来说，其可以直接吸收燃烧所产生的热能，让水分受热，进而产生蒸汽，对炉墙形成足够的保护作用，避免炉渣以及所产生的高温破坏炉墙。与此同时其还有降低炉膛出口烟气温度以及选调炉墙的作用，不难看出，对于整个设备的安全运行来说，水冷壁是非常重要的。
一、设备概况
本次案例分析选取某电厂新近发生事故的五号机组。该机组为国产660MW发电机组，类型为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，结构为单炉膛，中间再热，燃烧方式为四角切圆，并且能够实现固态排渣。为了能够避免燃烧时损坏水冷壁，在炉膛外璧设置了钢梁，能够让其在各方向同步膨胀。
二、锅炉水冷壁爆管成因
其实能够导致睡了能比爆管泄露的原因非常多，所以我们应该正确看待每一次爆管泄露事故，其都是由于多个因素共同构成的。
（一）超温
正常来说，水冷壁管壁的温度并不会维持在较高的水平，所以受热面本身是处于安全状态下的，但是如果燃烧调整出现问题或者锅炉水质存在问题，就会直接导致超温爆管问题，如果炉膛的燃烧距离和水冷壁距离太近，就会提高该区域的热负荷也会引起水冷壁结渣问题。如果水冷壁汽化太过密集，也可能会在管壁上形成一个完整的气膜，导致出现沸腾的情况，进而导致关闭温度的陡增，产生超温爆管的危险。
锅炉水冷壁爆管原因分析及措施探讨
锅炉水冷壁爆管原因分析及措施探讨
随着煤源短缺、煤价上涨，火力发电厂运营成本不断上涨的情况，许多电厂都采用燃用劣质煤、掺烧煤泥等措施来降低成本，但也出现了锅炉水冷壁严重结焦、大面积高温腐蚀等情况。以某燃烧器对冲布置电站锅炉为例，针对燃烧劣质煤、煤泥后造成的水冷壁结焦及高温腐蚀问题，通过对低烟温区的燃烧器改造，解决了水冷壁结焦和高温腐蚀的问题，达到了预期效果，为企业取得了显著的经济和社会效益。水冷壁作为机组的最主要受热面之一，其主要作用为吸收燃烧室的辐射热，使水受热而产生饱和蒸汽；保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏；同时还起到降低炉膛口烟气温度和悬吊炉墙的作用，所以水冷壁运行安全的重要性不言而喻。
1设备概况
锅炉型号：SG-2102/25.4-M953，为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢悬吊结构Π型锅炉露天布置、固态排渣。为了防止燃烧爆炸时对水冷壁的损坏，在炉膛外壁四周设有钢性梁，可以前后左右膨胀，而上下方向可随水冷壁同步膨胀。
2常见的锅炉水冷壁爆管原因
锅炉水冷壁爆管泄漏的原因是多方面因素综合造成的，其中超温、腐蚀、磨损是导致水冷壁泄漏的主要原因，具体情况如下：1）超温。一般而言水冷壁管壁温度并不高，受热面多数情况下是安全的，但是如果燃烧调整不当或锅水品质不好，则可能发生超温爆管。若炉膛燃烧发生在水冷壁附近，该区域的热负荷将很高，其往往会引起水冷壁结渣。由于区域水冷壁汽化中心密集，则可能在管壁上形成连续的汽膜，产生膜态沸腾。当现第一类传热恶化现象时，管壁温度突然升高，会导致超温爆管。2）腐蚀。a.管外腐蚀。管外腐蚀主要是炉内烟气流向对管外壁的腐蚀，尤其是当燃用高水份、高硫份煤时，水冷壁管外壁因频繁接触SO2、SO3和H2S气体引起腐蚀，管外腐蚀爆管处存在含硫的沉积物，靠近基体侧一般为黑色沉积物，与管壁结合紧密。b.管内腐蚀。正常情况下，水冷壁管内壁覆盖着一层Fe3O4保护膜，使其免遭腐蚀。如果锅水PH值超标，就会使保护膜遭到破坏。研究表明，当PH值为9~10时，保护膜最稳定，管内腐蚀最小；当PH值过高易发生碱性腐蚀，当PH值过低又会发生酸性腐蚀。3）磨损。a.颗粒物磨损。喷燃器安装角度偏离设计工况或燃烧中心设计切圆过大等情况的现，在高负荷时一次风煤粉浓度高、风速大，气流冲刷冷壁管造成水冷壁磨损。在燃烧过程中，因氧气量不足、燃烧不充分、燃烧时间过长等因素影响，使烟气携带颗粒物直接冲刷水冷壁，造成水管壁的破坏。b.吹灰磨损。在机组运行过程中必须通过吹灰器的吹扫来降低水冷壁壁温、防止水冷壁大面积结焦而影响换热效果。与此同时所产生的的蒸汽吹灰磨损伴随着吹扫次数的增加而导致了水冷壁管壁磨损超标，从而发生爆管事故。c.掉焦磨损。水冷壁在工作过程中，受空气动力场不稳定和燃烧组织不当等导致管壁结焦，因除焦方法不当或焦渣自行掉落等都会造成管壁的磨损，严重时会现炉焦砸爆锅炉水冷壁的现象。