鍋爐再熱器爆管現(xiàn)象及原因

時間：2023-01-17作者：太原鍋爐集團有限公司瀏覽：95

太原鍋爐集團有限公司（太原鍋爐廠）技術(shù)


   在煤粉鍋爐事故中，受熱面(水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器)的爆破.即“四管”爆破是較常見的事故，是鍋爐安全運行的較大障礙。在諸受熱面中，過熱器及再熱器是工作溫度較高的受熱面。而再熱器內(nèi)流動的再熱蒸汽不僅壓力低，而且蒸汽的質(zhì)量流速也較低，導致再熱器管壁的放熱系數(shù)很小(僅為過熱器的1/5)，對管壁的冷卻能力較差。管外又是高溫煙氣，所處環(huán)境惡劣，使再熱器中管壁溫度與工質(zhì)溫度的溫差比過熱器的大，同時，工質(zhì)的比熱容小，使再熱器對熱偏差特別敏感，較易**溫。隨著煤粉鍋爐向大容量高參數(shù)發(fā)展，燃煤爐再熱器爆管現(xiàn)象發(fā)生日趨頻繁，甚至影響到鍋爐運行的安全性與經(jīng)濟性。因此，減少鍋爐爆管次數(shù)是提高鍋爐運行可靠性和經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素。

    一、再熱器爆管事故的現(xiàn)象及危害

    再熱器爆管事故的主要現(xiàn)象有:

    (1)再熱器附近爐內(nèi)有蒸汽噴出聲。

    (2)嚴重時爐膛負壓下降或變成正壓。

    (3)爐墻、人孔等不嚴密處向外冒煙氣或蒸汽。

    (4)爆破點后煙道兩側(cè)有不正常的煙溫差且煙道負壓減小。

    (5)爆破點后再熱汽溫偏高，氣壓下降，汽輪機中壓缸汽壓下降。

    (6)省煤器積灰斗內(nèi)有濕的細灰。

    (7)引風機電流增大等。

    爆管事故是造成電廠安全生產(chǎn)的較大威脅。當管子爆破時，高溫、高壓汽水從爆破點噴出，不但要停爐限制電負荷，嚴重時會發(fā)生人身傷亡，而且為防止爆管事故的發(fā)生，必須定期檢修，而每次檢修的費用及因維修而帶來的停產(chǎn)都給企業(yè)帶來大的經(jīng)濟損失。為了確保各發(fā)電企業(yè)安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，了解爆管的原因和預防爆管事故的發(fā)生是非常必要的。

    二、再熱器爆管原因分析

    根據(jù)電廠鍋爐的運行情況分析，再熱器爆管原因通常包括以下幾點:

    (1)設計不合理。比如鋼材用錯，或鋼材的耐熱裕度偏小，容易**溫，設計中熱偏差計算和受熱管的爐內(nèi)壁溫計算準確性不高，特別是在蒸汽流量的偏差和各種輻射、對流吸熱偏差方面的計算與實際運行時的工況相差較大，就會使偏差管的出口汽溫和壁溫大大**出正常值而造成爆管事故。

    (2)管內(nèi)積鹽結(jié)垢。由于化學監(jiān)督不嚴格，給水、鍋水處理不當，排污不當，造成鍋內(nèi)水大量含鹽。當鍋爐負荷太大，汽壓突降，水位控制過高，汽水分離器效果差時，就使鍋內(nèi)之中大量鹽類物質(zhì)進入到蒸汽中，使蒸汽品質(zhì)惡化，長期運行在這樣的工況下勢必造成再熱器管內(nèi)結(jié)垢積鹽，影響傳熱，使管壁**溫。

    (3)鍋爐啟動升爐時操作不當。如點火后未產(chǎn)生蒸汽前，升負荷過快，使再熱器進口煙溫**過材料的允許溫度?；蛘?，由于啟動初期，工質(zhì)的汽壓小，流速慢，換熱效果差，疏水、排汽進行得不及時，較易發(fā)生**溫爆管事故。對于立式再熱器，在啟動初期管道內(nèi)的積水未完全排出，若升爐加負荷過快，較易發(fā)生水塞，導致管道**溫。另外，啟動后期升負荷階段，燃燒未調(diào)整至較佳狀態(tài)、燃燒中心偏高、熱偏差大、燃料量偏大等都會造成金屬壁面**溫。

    (4)爐內(nèi)燃燒工況不好。燃燒組織不合理，爐內(nèi)煙氣場和速度場不均勻、火焰偏斜等導致熱負荷不均勻，引起再熱器管熱負荷偏差而產(chǎn)生局部管壁**溫;運行中鍋爐的煤粉著火點離燃燒器出口較遠，爐膛火焰中心上移，從而導致爐膛出口煙溫升高，致使爐膛上部的輻射式再熱器管壁**溫;然料性質(zhì)的變化，尤其是水分和灰分增加時，燃料的熱值降低，須增加燃煤量，使汽溫升高，如果煤粉顆粒過粗，使得爐內(nèi)燃燒、燃盡速度減慢，著火延遲，則爐膛出口煙溫升高，相應汽溫升高，造成管壁的金屬溫度上升。

    (5)對于四角切圓布置的燃燒器，在爐膛內(nèi)會產(chǎn)生螺旋上升的煙氣流，在爐膛出口處，煙氣仍有旋轉(zhuǎn)殘余，兩側(cè)會出現(xiàn)較溫偏差(煙溫偏差可達100℃以上)，由于煙溫差加大而導致煙道高溫處再熱器局部管子過熱。

    (6)再熱器結(jié)構(gòu)引起流量或熱負荷不均。設計再熱器聯(lián)箱進出汽方式不同，會使并列管中的壓降不均勻，壓降小的管子流量也小，對管壁的冷卻能力下降，會造成再熱器局部管**溫爆管;對流再熱器管間的橫向節(jié)距不均勻，節(jié)距大的管間形成煙氣走廊，使該處的熱負荷增大，產(chǎn)生熱偏差導致管壁**溫。

    (7)積灰與結(jié)焦導致再熱器局部爆管。積灰層和熔渣有較強的腐蝕性，致使金屬被強烈腐蝕，管壁減薄而產(chǎn)生爆管;爐內(nèi)水冷壁積灰、結(jié)渣導致爐內(nèi)傳熱惡化，造成爐膛出口煙溫偏高，使屏式再熱器局部管壁**溫，金屬強度降低而爆管。

    (8)管外腐蝕與磨損。高溫再熱器煙氣側(cè)溫度很高，煙氣和飛灰中的有害物與管金屬發(fā)生化學反應造成高溫腐蝕使管壁變薄;煙氣中還有大量的飛灰和未撇盡碳粒，流經(jīng)再熱器時會造成飛灰磨損。目前，隨著市場上煤炭供應的緊張，電站鍋爐燃用煤質(zhì)越來越差，煙氣中飛灰含量越來越大，對受熱面的磨損急劇上升。另外，煙速越高，灰粒對管壁的撞擊力就越大，其將加速受熱面的磨損。一般發(fā)生在高溫再熱器下部彎頭位置及尾部受熱面長時間受磨損而變薄的管壁，由于強度降低造成管子泄漏。除此之外，還有不科學的吹灰也會引起磨損，腐蝕與磨損會使管壁變薄，彌度降低，較終導致泄漏和爆破事故。

    (9)焊接使材料的合金成分貧化，導致使用**溫;焊接接頭裂紋、未熔合、根部未焊透、氣孔、夾渣、焊瘤、余高等使焊縫在介質(zhì)內(nèi)壓作用下產(chǎn)生宏觀裂紋而貫穿受熱面管壁導致爆漏事故或出現(xiàn)冷卻障礙而**溫。

   (10)啟動前酸洗不合理，酸洗(水沖洗)和吹管的動力不勻，酸洗后的雜質(zhì)如藥渣、銹垢、鐵屑等雜物積存在屏式再熱器及低流速區(qū)管內(nèi)(接近出口的再熱器聯(lián)箱底部U形彎管內(nèi))，引起管子通道堵塞，使管內(nèi)工質(zhì)流通不暢，造成管段短期過熱變形、爆管。








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