省煤器泄漏的原因分析及处理措施

锅炉省煤器泄漏原因分析
我厂锅炉为济南锅炉厂生产的75t/h循环流化床锅炉，其中燃料有混煤、煤泥、煤气。

从04年11月份投产运行至今。

自2010年12月至2011年2月因省煤器泄漏停炉共计4次，其中2#炉两次，3#炉两次，目前1#炉已堵管8根，2#炉堵管9根，3#炉堵管10根。

锅炉省煤器的频繁泄漏，致使电厂生产组织比较被动，针对省煤器的磨损、腐蚀、设备结构、生产操作等方面4月8日厂部组织召开分析讨论会，参会人员有技术装备部、总工办、生产运行部以及电厂司炉以上专业人员。

通过大家讨论分析对电厂省煤器泄露得到以下结论：
一、省煤器泄漏机理分析
锅炉省煤器泄漏的原因非常复杂，主要由磨损、腐蚀引起。

以下主要就这两方面探讨省煤器泄漏的机理。

1.磨损
由磨损导致的泄漏中，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 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。

煤质变差，灰分增加，发热量低，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。

从去年8月份到今年二月份所消耗燃料统计如下：
从上表可以看出，最近4个月所消耗混煤明显增多，且灰分相对较高。

这样所消耗燃料相等于去年单月的2—3倍，锅炉飞灰浓度也就增加了2—3倍，对受热面的磨损程度也就可想而知。

1.2烟气流速
烟气流速是影响受热面磨损的最主要因素。

研究表明，磨损量与烟气流速的2.3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。

造成烟气流速高的原因：
受煤质影响，运行中一次风较大、总风量过大，使引风机电流偏高处于44-47A之间（正常应为38-41A），尾部烟道负压大（过热器前烟气温度经常处于980度以上），造成烟气流速高，加剧了对省煤器的磨损。

1.3煤颗度大，按要求应为0-8mm，但实际上有三分之一煤颗粒度最大能粒达到45mm，这样导致飞灰颗粒变大，对省煤器的冲刷加重。

1.4设备结构的影响
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，本厂属于鳍片管式省煤器。

（2）省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻，本厂属于顺列布置。

（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。

2、腐蚀
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。

我厂近几年的运行除氧器的效果不好，锅炉给水的含氧量应低于15ug/L，而实际运行过程中除氧器的温度参数虽然能达到，但压力控制不下来，含氧量应远高于设计值。

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。

2.2 原因分析
电厂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蒸汽。

烟气中的硫酸蒸汽在得到冷却温度下降到酸漏点后，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。

2.3省煤器低温腐蚀的影响因素
（1）我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。

另外在参烧煤气时，由于煤气中所含硫、氢，这样造成燃料中硫分、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漏点（即凝结温度）相对增高，而低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。

在运行中由于其它炉需要上水打压或高加检修时停运高加，造成给水温度低，使得省煤器的管壁温度下降，低于烟气中的酸汽漏点时，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，目前我厂三台锅炉都存在偏高现象，不能到达要求3-5%。

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，引起酸汽漏点升高。

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。

3、设备方面
3.1设备老化，电厂从投产至今已运行7年，超过了设备的大修周期，从停炉检查情况来看省煤器管已出现磨损变薄现象。

3.2中心筒变形从圆形变为椭圆形，分离器效率下降，致使大颗粒灰尘进入尾部烟道，而且烟尘浓度变大加剧对省煤器磨损。

此次2#炉停炉检查右侧小过道分离器入口切向口有裂缝，中心筒顶部耐磨砖呈鱼鳞状，按要求应该是平整光滑。

在运行中表现为锅炉出力不足，负荷不好带现象。

3.3尾部烟道膨胀节破漏风，一、二级预热器顶部有漏风地方，导致引风机电流过高，烟气流速偏大，超过5m/s，加大对省煤器磨损。

3.4仪表方面，由于风量表一直显示不准无法参考，在运行中只能依照炉膛负压及风机电机电流进行调整，这样造成炉内总风量过大，含氧量偏高，特别是在投入煤泥及煤气时，引风机电流明显增大1-2A。

使尾部烟道内温度过高，一些未燃尽的颗粒在烟道内容易发生二次燃烧，更加剧了对省煤器的冲刷及磨损。

二、省煤器泄漏预防措施
1、加强煤场管理，保障煤的库存，减少煤中所含水分。

控制好入炉煤的质量，一是发热量应按要求，最低不应低于2500大卡，二是燃料颗粒度，应控制在0-8mm之间。

2、运行中合理控制烟气流速，降低煤质灰分，适当控制燃煤粒度，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；合理搭配一、二次风量。

在投入煤泥及煤气时，应提前进行调整维持炉膛出口负压在-50pa 内，降低烟气流速。

3、对设备进行检修改造：一是省煤器大修更换；二是对破碎机进行改造；三是恢复热工仪表的准确性并对尾部烟道漏风地方，进行密封处理。

四是对锅炉中心筒进行更换提高分离效率。

4、给水调整方面，应保障给水温度在150℃，运行人员必须按照规程进行操作，做到勤调、微调确保水位在±15mm之间，避免给水流量大起大落，以减轻对省煤器管内的冲击。

华升电力有限公司
分析人：张国光
2011年4月8日。