电厂锅炉过热器超温爆管的防控措施

电厂锅炉过热器超温爆管的防控措施

摘要：由于电厂锅炉燃用的煤种发生改变，导致锅炉过热烟温偏高，而锅炉承压受热部件的正常运行对发电厂的安全至关重要，过热器爆管事故已成为影响安全生产的主要因素之一。现根据实际工作，有针对性地提出了改进方案，以供同行参考。

关键词：电厂锅炉过热器爆管措施

电厂锅炉的过热烟气温度是锅炉的一个重要参数，在该温度环境下工作的过热器钢管材质的工作温度必须满足要求。因此，锅炉的过热烟气温度必须受控在一定的变动范围以内，否则会造成过热器在过高的温度下运行，导致钢管材质的超温工作。发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，这类事故呈逐年上升的趋势，成为影响安全生产的主要因素，严重影响了电厂的正常生产和经济效益。

一、过热器爆管的原因分析

1.金属在高温下的氧化和腐蚀

运行期长，管材氧化严重，已出现蠕变裂纹，如不及时更换，迟早会发生爆管。导致受热而高温腐蚀的主要原因是炉内燃烧不良和烟气动力场不合理，控制管壁温度是减轻和防止过热器外部腐蚀的主要方法。

2.焊接质量和错用钢材

钢材焊接质量也是影响安全的重要因素之一。焊接的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现象。

3.受热而长期过热

锅炉受热而管子山于热偏差、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。

4.锅炉运行的影响

第一，热偏差山于结构和运行条件的影响，运行中某些管子的蒸汽温度和焓增量会超过整个管组的平均值，即热偏差，产生热偏差的管子，管内蒸汽温度较高，甚至远超过了金属的管壁温度，从而造成长期严重超温。

第二，汽温的影响。烟气侧对气温的影响因素主要有以下几点。燃料性质的变化，水分和灰分增加时，燃料的热值降低，须增加燃煤量使汽温升高，如果煤粉变粗，着火延迟，则炉膛出口烟温升高，相应汽温升高，造成管壁的金属温度上升。

风量配比变化对汽温的影响。炉内的过剩空气量增加时，由于低温空气吸热，使炉膛温度降低，辐射传热减弱，燃烧生成的烟气量增加，烟气流速加快，对流传热增加，因而汽温升高。

第三，在锅炉投用初期，操作人员操作技能、操作经验等也是爆管的因素，如超温、超压的现象时有发生。另外，后续装置生产不稳定，使得锅炉频繁扬火和压火，锅炉水、汽系统管壁频繁升温和降温，管子频繁地热胀冷缩，致使密封盒内管道焊缝在耐火浇注料约束力的限制下产生热疲劳断裂。

二、过热器爆管的预防措施

1.合理控制烟气流速

降低煤质灰分，控制煤粉粒度，尽量避免高温过热器管频繁热胀冷缩。对入库原煤的粒度、灰分及含硫量进行控制。改进原煤进锅炉前破碎环节的设备，在原料煤进环锤破碎机前增加筛网过滤，满足颗粒的原煤直接进锅炉煤仓，粗颗粒再经过环锤破碎机破碎后才能进入煤仓。一、二次风量配比应保证煤粉迅速着火、燃烧完全，合理的送、引风配比，可保持炉膛的负压，减少漏风，建立良好的炉内空气动力场和燃烧的稳定性，避免炉内温度过高、火焰中心偏斜，造成过热器的热偏差增加，过热器管局部超温甚至爆管。结构设计及焊接质量缺陷方面。拆除密封盒，把穿墙管过渡段全部用砂轮切割机割除，把原200mm过渡管加长为400mm，原密封盒内异种钢焊缝移出密封盒外lOOmm，密封盒内管道只用12Cr-MoWVTiBG铜管，使其与密封盒膨胀系数相同。密封盒内的焊缝移到密封盒外，便于定期检查，缩短检修周期。

2.从根本上控制温度

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而结构不合理等因素，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，引起受热而超温。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，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，防止受热而严重积灰。保证锅炉给水品质正常及运行中汽水品质合格等。

3.调节燃烧风量

当外界负荷变化时，应对风量作相应的调整。实际运行中，随着过量空气系数的增加，利于完全燃烧。但是过量空气的增加要适当，烟气流速加大，造成送、引风机的耗电量增加，经济性降低，加剧低温段的磨损，因此要严格监视氧量的变化。

4.检修管理方而

保证二级减温器喷水装置的正常运行，发现有问题及时处理。在检修过程中，搞好过热器的防爆检验上作。检查高温区管的氧化皮厚度情况，当氧化皮厚超标时，及时换管，实现状态检修。检查管的表面是否有微裂纹，有裂纹及时更换。检查高温区向火侧高温腐蚀情况，发现有严重腐蚀坑部位，打磨测厚，当厚度不满足强度要求时，更换管子。做好过热器管的寿命预测每隔2～5万小时，对过热器监视段割管鉴定，进行金相组织分析和机械性能试验。当发现珠光体球化严重（4～5级），机械性能试验低于标准要求时，制定更换计划。做好记录和档案管理，研究过热器管的损坏规律。

三、结束语

在电厂的生产实践中，锅炉的受热面管子在高温、高压及腐蚀介质的作用下长期工作，是最容易损坏而造成事故的。造成锅炉过热器爆管的原因很多，只有对过热器爆管的直接原因和根本原因进行综合分析，才能从根本上解决锅炉爆管问题，及时采取措施，为电厂的安全生产提供有力地保障。

参考文献：

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[2]于世侃．消除大容量电厂锅炉过热器及再热器局部超温的措施[J]锅炉制造，2009（2）．