电厂锅炉过热器爆管原因及防范措施

电厂锅炉过热器爆管原因及防范措施

【摘要】目前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，严重影响了电厂的平稳生产，造成了极大的经济损失。本文主要介绍了过热器爆管原因并提出了保护过热器的各种措施。

【关键词】锅炉;过热器爆管;原因分析;防范措施

过热器是锅炉最重要的组件之一，其作用是将饱和蒸汽定压加热成具有一定过热度的过热蒸汽。过热器又是锅炉最复杂的受热面,所在区域烟气流速高,受热面管壁温度高，管内蒸汽温度高。高温烟气除了冲刷受热面进行对流换热外,还对受热面进行辐射换热,加上受热面管外结焦、积灰、高温腐蚀以及结构等原因导致烟气走廊和管内结垢而造成的吸热不均和流量不均,往往会使部分受热面管壁超过许用温度,引起钢材的热强度、热稳定性下降,甚至造成受热面管壁过热、爆管等严重事故。所以过热器的工作状况不仅决定主蒸汽品质的高低,而且在一定程度上决定锅炉的安全运行,对锅炉的经济性及安全性有着重要影响。

１．爆管原因分析

1.1超温过热引起的爆管

1.1.1炉内燃烧工况不好，火焰中心偏高运行中锅炉的煤粉着火点离燃烧器出口较远，以致会出现脱火儿引起炉膛负压波动，炉膛火焰中心上移等如果燃烧组织不良，燃烧燃尽困难，飞灰含碳量高，易发生炉膛上部煤粉在燃烧，从而导致炉膛出口烟温升高，这是前屏超温的直接原因。

1.1.2一次风速过高，烟气旋转动量偏大导致烟温差偏大，对于四角切圆布置的燃烧器，炉膛烟气螺旋上升，在炉膛出口处本身就会出现很大的延期残余扭转，同时锅盖的风速，与引风机抽吸速度产生叠加，使烟气转动动量增大，在炉膛出口处出现大烟温偏差，由于烟温差加大而导致锅炉局部管子过热。

1.1.3给粉机的单侧停机投或缺角运行增大了切圆直径，从而加剧了烟温偏差。如果粉仓密封不好，就会有潮气和漏水进入粉仓，并由此引起给粉机给粉不畅、卡涩乃至频繁跳闸，出现火焰缺角运行在这种情况下，火焰将发生偏斜，即当一角燃烧器出口射流动量小于其他角时，由于从上游来的旋转气流动量增加，会使实际切圆增大，由此加剧了炉膛出口的气流残余扭转和延期偏差；当一角给粉机的停投构成缺角运行时，烟气沿炉膛高度做偏心螺旋运动，并强烈向壁面移动，由此造成更大的热偏差，导致锅炉局部管子过热。

1.1.4积灰与结焦导致前屏过热器局部过热爆管。一方面由于吹灰制度落实不好，另一方面也由于炉膛出口烟温偏高，致使管壁局部出现积灰和结焦，从而导致局部过热爆管

1.1.5升炉时，疏水、排汽不够，升负荷。由于升炉期间工质的流速慢，换热效果差，若不进行疏水及排汽，极易发生超温爆管事故。因屏式过热器为立式过热器，管道内的积水无法排出，若在锅炉做完水压试验后，升炉加温过快，极易发生水塞，导致管道超温。

1.1.6减温水使用不当。运行人员往往只考虑主汽温度的调整，若主汽超温则使用二级减温水来调整，只是在二级减温水量不够时才使用一级减温水。这种操作方式没有考虑到后屏过热器的超温情况，导致后屏过热器出口段气温在500以上是也投入一级减温水，引起后屏过热器管壁超温爆管。

1.1.7金属壁温监视不可靠。由于后屏过热器金属壁温测点布置在炉外，所测温度与管壁温度相差甚大，因没有试验数据的支持，无法反映实际的超温情况。

1．2因管道堵塞引起的爆管

当有异物堵塞节流孔的时候，管内工质流通不畅，造成管段短期过热变形爆管；或者是联箱制造时残留了金属机械加工或切割时铁水凝固残留物，这些残留物绝大部分在机组安装前与母材有不同程度粘连，随着机组运行气流的长期作用，逐渐脱落，并在联箱内随蒸汽流动方向移动，当堵塞住节流孔时，发生短时超温爆管。

1.3 焊接质量和材料引起的爆管

钢材焊接质量也是影响安全的重要因素之一。焊接缺陷一般指焊接接头裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣、咬边、焊缝外形尺寸不合格以及焊接接头的金属组织异常等，其中焊接裂纹的危害最大。焊接裂纹是由于金属在应力下破裂所引起的一种缺陷，它分为热裂纹和冷裂纹热裂纹。是相变温度具有晶间破坏的特征，裂缝与大气相通，表面有氧化物；冷裂纹是在相变温度下冷却出现的，一般出现在淬火中，倾向于碳钢和合金钢中，并发生在焊缝的热影响区。出现裂纹将带来不安全的因素，由于根部严重未焊透，造成裂纹、夹渣，在运行中根部未焊透向焊缝发展，使焊缝的有效截面削弱，造成应力集中，给运行中的过热器带来隐患，严重时需停炉修焊。材料要满足高温高压的需要。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。

1.4飞灰磨损和腐蚀引起的爆管

飞灰磨损一般发生在高温过热器下部弯头位置及尾部受热面，当煤质变差的情况下，灰份比例大大增加燃烧后，飞灰的浓度增大，灰粒的冲击次数增多，磨损更剧烈。同时，随着吹灰器的使用，因吹灰器吹损造成的爆管也越来越多。

1.5 管内积盐引起的爆管

由于给水、锅水处理不当，排污不当，造成锅内水大量含盐、含碱；锅炉运

行过程中锅炉负荷太大，汽压突降，水位控制过高，汽水分离器效果差，使锅水中大量盐类物质随饱和汽进入过热器管中，长期以往，势必造成管内积盐，进而算坏管道材质引起爆管。

1.6 高温腐蚀引起的爆管

屏式过热器及高温过热器的向火侧表面易发生高温腐蚀，腐蚀沿向火面局部浸入，呈坑穴状，使管壁减薄而最终导致爆管，引起高温腐蚀爆管的原因如下：

1.6.1燃煤中含有较高的硫钒碱等物质。

1.6.2管子的局部热负荷过高，具有腐蚀性的低熔点化合物贴附在表面，造成高温硫腐蚀。

1.6.3腐蚀区的覆盖物和烟气的还原性气氛有利于硫化铁的形成和硫化腐蚀前沿扩散，使腐蚀持续进行。

1.6.4在运行过程中燃烧产物中，含有的矾、氯、碱等物质会促进高温腐蚀的发展。

2.防范措

2.1加强入炉煤的管理

入炉煤的指标控制入手，避免燃用偏离设计值过大的煤种，通过合理掺配煤达到合格入炉煤标准。

2.2加大运行调整管理力度

依据煤质化验单及时调整燃烧工况，避免出现火焰偏斜和燃烧中心上移导致超温情况的发生；避免长期正压运行工况的出现；严格按照升压曲线要求进行启动升压，严禁赶火升压。合理调配负荷，避免出现长期超负荷及低负荷等不正常工况的出现。

2.3加大设备检修力度

利用负荷低峰期对低温过热器管段进行取样分析，定期对汽包进行解体检查，重点检查分离器积垢及焊点情况，必要时进行喷砂打磨及焊接处理；检查汽包内加药管及连排管路，以防出现堵塞现象。

2.4加大汽水品质的监控力度

保证合格的除氧温度，合理控制磷酸盐的添加量，保证添加药品的质量合格，做好定期排污工作。