发电锅炉过热器爆管原因分析及预防措施的论述

发电锅炉过热器爆管原因分析及预防措施的论述

廖杰

（国网新疆电科院新疆乌鲁木齐830000）

1.概述

锅炉过热器爆管是电厂常见第一种事故类型，在电厂的事故总数中占有50%以上的份额。这种爆管事故带来危害较为严重，因此找出引起爆管的主要原因并提出有效解决爆管的方法是电厂迫切需要解决的一个重大难题。由于火电厂锅炉在运行时，内部各环节所释放出的热量不尽相同，所以当工作环境比较恶劣时，极易发生锅炉过热器爆管事故。尽管爆管事故发生后，可以采取衬垫或焊接等措施进行修复，但这依然会影响到锅炉的整体运行效率，致使再次爆管的可能性大大增加，而且因爆管事故导致停产所造成的直接和间接经济损失是无法估量的。爆管还可能引发安全事故，进一步增加损失。因此，我们应对电厂锅炉过热器爆管的原因进行详细分析，以减少事故，提升火电厂的发电效率和经济效益。

2爆管原因

2.1锅炉设计和选型不当

通过调查分析爆管事故得知，由锅炉设计和选型不当引发的事故占总事故的14%～15%，它是过热器爆管的一个主要原因。锅炉设计和选型不当主要体现为：①锅炉设计缺乏多样性，致使锅炉的适应性差。由于锅炉在设计和生产中几乎不考虑不同地域在燃料和燃烧方式上的不同，所以炉膛尺寸的适应性较差，难以适应煤种的变化。当炉膛高温度过高时，炉内气温相对较低，造成了热能的浪费；当炉膛高度不足时，又会使过热器的温度超过正常承受范围。②锅炉过热器系统设计存在一定缺陷，例如将过热器的前后级直接连接在一起，而没有左右交叉或在中间位置设置混合联箱。这种设计会导致前后级的热偏差叠加在一起，增加爆管的可能性。③材料选择。尽管通过计算过热器的理论壁温和偏差都能确保所选用的管材能够承受最高温度，但过热器在实际使用过程中，还是会因多重因素的作用和各种误差的叠加而出现爆管，因此，材料的选择要尽可能地最优化。

2.2锅炉长期高温所致

屏式过热器向火面的地方经常会因为炉内温度过高受到腐蚀，造成整个锅炉管壁慢慢变薄甚至穿孔，直至出现爆管。具体的高温导致爆管的原因为：加热燃烧的煤在高温作用下产生大量会膨胀的物质，如碱、硫等；高温腐蚀产生的腐蚀产物会加快各种腐蚀物质的蔓延，如硫化铁，从而使整个锅炉在运行期间持续不断的受到腐蚀；锅炉在不断运行中，其使用的燃料燃烧后产生物质会加快高温腐蚀的物质，如常见的氯、矾等化学物质；锅炉内某些地方受热更多，因此其热负荷相对其他地方比较高，有些低熔点且会产生腐蚀作用的化合物会粘贴在这个温度较高的墙壁，最后导致锅炉受到高温腐蚀，这种化合物多属于硫质化合物；

2.3锅炉制造时焊接质量不过关

锅炉在制作过程中需要使用几块钢管进行焊接，若焊接过程中出现焊接部位有裂缝、有气孔或者夹有一些其他的杂物那么在锅炉运行时这些部门更容易受到高温侵蚀，以致最后焊接处穿孔或包装现象出现。在分析严重电厂的锅炉焊接状况时发现，锅炉或多或少存在这些缺陷、可见焊接处一点小的异常也会造成锅炉过热器爆管的出现；

2.4选择的水质不合格所致

水有硬度高和硬度低的划分，且内部的Cl-浓度各有不同，一般而言若减温水给水的硬度比较高，且内部的Cl-浓度也都比较大的情况下，锅炉过热器在运行过程中其管壁上就会容易产生大量的结垢和结盐。这两种物质在不断累计下就会腐蚀整个管壁，最后使管壁变薄以致穿孔爆管。在更换给水后得到缓解。如某电厂的锅炉出现爆管后，相关部门对锅炉进行全方位的检查后发现，该锅炉的过热器内部含有大面积的结垢和结盐，将这些结垢和结盐进一步检验后发现，出现这两种物质的主要原因是锅炉的减温水给水在水质太硬且Cl-浓度不合要求，浓度较高，所有才会造成爆管出现。该电厂为了解决这一问题特地购买新的给水装置，降低水的硬度和Cl-浓度，爆管问题得到解决。

2.5过热器的制造工艺较差除设计因素外，过热器的制造、安装和日常维护也是影响其使用质量的重要因素

例如，过热器焊接处有异物堵塞，从而影响了焊接质量；人为地缩小了热蒸汽流通管道的口径，当热蒸汽在管道内流通时，被异物堵塞住的管道会大大增加整个管路的压力，一旦压力超过过热器管材的承受范围，就会出现爆管；过热器管道壁较薄、管材质量较差等也极易引起爆管。

3预防爆管措施

3.1锅炉的质量和适用性取决于锅炉的设计和相关制造工艺，因此，通过优化锅炉设计方案和相关制造工艺，便能提高锅炉质量，降低过热器爆管事故的发生率。设计时，相关人员应结合火电厂的实际状况，对燃煤质量、发电情况和锅炉维护状况等进行充分的前期调研，然后设计出专业性、针对性强的锅炉和配套设施。

3.2观察好锅炉温度变化，进行实时控制。锅炉过热器爆管的很大原因是锅炉长期处于高温或超温的状态，加快各种化合物的反应速度。因此，为了解决这一问题就需要安排好专门的人员时刻观察锅炉的温度变化，当发现锅炉温度高于设定的最高温度时要及时采取措施解决。目前有效控制温度的方法有主要有三种：1）对燃烧炉内的风量进行调节。物质可以燃烧的重要条件是有氧元素，当燃烧炉内的风量不断增加时，燃烧物就会快速燃烧。因此，就将降低温度就需要慢慢减少风量，直到温度恢复正常为止；2）适度调整燃煤量。燃煤量越多且风量越大则燃烧越快，温度升高也比较快，因此为了在温度过高时将其恢复正常温度首先就需要减少燃煤量。当燃煤量过少导致无法满足锅炉运行需要时再通过增加燃煤量来提高问温度；3）做好燃煤量和风量的调节。通过对燃煤量和风量进行合理配比，能够保证燃煤量满足锅炉运行的同时确保温度不会太高。总之，控制过热器温度采取的方法入口就是在燃烧物这一方面，增加和减少燃煤量和风量除了能够控制温度还起到避免资源浪费，减少成本投入的作用。

3.3对所有的装置进行严格的检查。也就是在日常中加强维护力度，具体检查内容有：（1）检查过热器管焊接处是否有裂纹、气孔或夹渣等现象，若发现有这些现象要立即更换；（2）检查过热器最高温的部门是否受到腐蚀以及腐蚀程度如何等，当腐蚀程度较大，则要对腐蚀面积进行打磨并测量厚度，若厚度较薄可能短时间内穿孔，那么就立即更换过热器管；（3）检查喷水装置、确保给水水质满足要求且运行正常，若给水装置有裂纹要及时处理。检查管道钢管的胀粗测量，若碳钢管胀粗度大于3.5%，则要立即换掉，若合金管胀粗度大于2.5%，那么也要立即换掉。

3.4对过热器的防爆装置进行定期的检查，同时还需要做好检验记录，并做好资源整理。所有检查的资料都要归档，按照时间和类型管理，确保在需要对照时有资料。

3.5选择合适的水质水质的不同是导致锅炉过热器爆管的一个重要原因，因此，为了解决这一问题需要对减温水的水质进行调整，避免使用水质较硬且Cl-浓度较高的水，同时还需要使用新的给水配备设置，确保所有使用的水质都能够最大限度满足锅炉运行的需要。

3.6锅炉运行时间过长锅炉长时间运行，导致过热器腐蚀、老化也是发生爆管的一个重要原因。锅炉在运行过程中会产生大量蒸汽，由于水质问题，蒸汽中难免会有硫、氯、铁等杂质，再加上过热器受热不均匀，有些硫化物或氯化物便会黏附在高温区域的壁面上，形成污垢。这些污垢有的具有腐蚀性，会腐蚀管壁，使该处管壁越来越薄，最终引发爆管；有的污垢则会聚集在一起，使过热器排气不畅，进而引发爆管。此外，煤炭燃烧效率不高，也会造成过热器受热不均匀，进而引发爆管。

4.结论

综上所述，锅炉过热器爆管是电厂常见的、占据是不总数最多的一种事故，针对这种问题分析并提出解决措施有非常实际的意义。在分析中也表明，解决这问题就要控制好锅炉温度、锅炉质量以及给水类型，如此才能够从各个方面降低爆管事故的发生率。且解决锅炉过热器爆管问题除了能够提高生产效率和厂家的经济效益，还能够起到保护环境，减少资源浪费的作用。