淺談富拉爾基發(fā)電總廠鍋爐四管漏泄原因及防止措施

1、淺談富拉爾基發(fā)電總廠鍋爐四管漏泄原因及防止措施         論文關鍵詞：鍋爐；四管漏泄；原因；措施論文摘要：我國火力發(fā)電廠鍋爐“四管”（省煤器管、水冷壁管、過熱器管和再熱器管）的漏泄是造成發(fā)電設備可靠性差的一個主要因素，同時鍋爐四管漏泄造成主機非計劃停運次數(shù)占火力發(fā)電機組非計劃停運總次數(shù)的比例很大，造成的損失也很大?？梢?，防止鍋爐四管漏泄是提高火力發(fā)電機組可靠性的需要，是提高發(fā)電設備經(jīng)濟效益的需要，也是創(chuàng)建一流火力發(fā)電廠的需要。通過對省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器漏泄原因及防止措施的分析與研究，根據(jù)我廠實際情況

2、制定了嚴格的防止鍋爐四管漏泄措施，予以實施之后，鍋爐四管漏泄現(xiàn)象明顯減少，為我廠帶來了很大的經(jīng)濟效益。1我廠鍋爐四管漏泄概況我廠自建廠以來經(jīng)常發(fā)生鍋爐發(fā)生四管漏泄事件，2000年至今共發(fā)生鍋爐四管漏泄21次，其中因過熱漏泄6次。單就2009年一年，截止10月31日，共發(fā)生鍋爐四管漏泄2次，包括水冷壁漏泄1次，省煤器漏泄1次。其中，2月11日，#6爐燃燒器處水冷壁空間彎頭爆裂2次，現(xiàn)已報可研項目，爭取在此次#6爐大修中更換#1-#6燃燒器處水冷壁空間彎頭，計劃184個彎頭。3月31日，#4爐省煤器管子磨損嚴重，發(fā)生爆漏。計劃進行省煤器更換，已報可研項目。4月20日，#6爐對流過熱器、后屏過熱器爐

3、后側取樣管送交金屬實驗室，通過理化分析表明，這部分管子已處于使用壽命后期；后屏過熱器3根取樣管已完全球化，這部分管子已處于使用壽命中后期。2  省煤器磨損漏泄原因及防止措施省煤器的故障主要是磨損，尤其是燃用劣質(zhì)煤的鍋爐。2.1  磨損機理由于流過鍋爐受熱面的煙氣具有一定的速度，在煙氣中又含有形狀不規(guī)則的固體顆粒，這些顆粒流經(jīng)受熱面時，就會對受熱面產(chǎn)生撞擊和磨擦。磨損主要是由于灰粒對管壁撞擊和磨削引起，磨損之所以多發(fā)生在沖擊角為30°-50°的部位，那是由于煙氣速度、飛灰濃度、粒度隨時都在變化的結果。2.2  省煤器易磨損的部位省煤器的磨損，主要

4、表現(xiàn)為局部磨損和均勻磨損兩個方面，尤其是局部磨損易引起省煤器漏泄，其位置多發(fā)生在省煤器左右兩組的中部彎頭、靠近前后墻的幾排管子、錯列省煤器順煙氣流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨損措施不當易引起其附近管子磨損的部位等。2.3  對飛灰磨損的主要影響因素飛灰濃度、灰粒的物理化學性質(zhì)、煙氣流速以及受熱面的布置與結構特性。此外，還與運行工況有關。同時灰濃度大，容易引起強烈的磨損。因此，煤粉爐尤其是燒多灰燃料時，磨損問題更為嚴重。此外，如果在煙道局部地區(qū)造成飛灰濃度集中，例如煙氣走廊，也會引起嚴重磨損。如果燃料灰粒中多硬性物質(zhì)，灰粒粗大而有棱角，受熱面所處煙溫較低而使灰粒變硬，則灰

5、粒的磨損性也加大。煙氣流速的影響最為嚴重，磨損量與速度成三次方關系。因此，布置受熱面時，應使煙氣流速不太大，更應避免局部地區(qū)流速過大。在水平煙道的過熱器兩側及底部、下降煙道的省煤器靠后墻處，均易發(fā)生磨損破壞。這是由于這些地方有煙氣走廊，煙氣流速特高，有時可比平均流速大3-4倍，這樣磨損就要大幾十倍。這些地方的飛灰濃度也隨煙氣流速增大而增大，尤其是在省煤器區(qū)，煙氣溫度低，灰粒變硬，磨損就更嚴重。鍋爐負荷增加，煙氣流速也就增加，飛灰磨損就加快。煙道漏風增加，也將使煙氣流速增高而加快磨損，運行中燃燒不良，飛灰含碳量大量增加時，因焦碳粒比灰粒硬而加快磨損。又如受熱面發(fā)生局部結渣堵灰現(xiàn)象，將使煙氣流偏向

6、一側而加快這一側受熱面的磨損。2.4  防磨措施防止省煤器磨損的途徑有兩個方面，一是消除磨損源，二是限制磨損速度。在目前采用的防磨措施中，主要是限制磨損速度，其辦法有以下一些：          （1）降低煙氣流速實踐經(jīng)驗告訴我們，影響磨損的關鍵因素是煙速。嚴格地說：應該是煙氣中飛灰顆粒的速度。關于煙速對磨損速度的影響有不少計算公式，絕大多數(shù)公式表明磨損速度與煙氣速度的三次方成正比，有的則認為隨著煙速的進一步提高，磨損速度會超過三次方的關系。由此可以看出，降低煙速，對防止磨損的重要性。在實際工作中，降低煙

7、氣速度的方法有：擴大煙道，增加煙氣流通面積橫向截距S1取極值所謂S1取極值，就是當S2（縱向截距）為某一給定值時（一般S2=45mm），S1取值是以斜向煙速不大于進口煙速的極大值。 減少管排，增大流通截面。將省煤器的管排數(shù)，每隔三排或四排減少一排，這樣可以增大流通面積，降低煙速。實踐證明這是簡單易行的辦法，但不足之處是排煙溫度會升高。加大管排橫向截距，保持縱向截距不變，改短單管圈為長雙管圈。 消除中間彎頭處的走廊，降低煙速。為了減少中間彎頭處的磨損，在省煤器改造中，常采取交錯管圈，使左右兩組管圈相互錯開，達到消除中間走廊，減少磨損的目的。 采用防磨裝置。一般常使省

8、煤器蛇形管平行于前墻布置，這樣使磨損只在靠后墻的少數(shù)管圈上有可能發(fā)生，在這幾排管圈上加防磨板保護。（2）采用鰭片式省煤器鰭片式省煤器具有以下一些優(yōu)點：能合理地選取橫向截距S1、縱向截距S2，以降低煙氣速度；可以避免氣流斜向沖刷管束，同時由于管子和鰭片的繞流作用，改變了煙塵的速度場、粒度場、濃度場，從而大大地降低了磨損速度；節(jié)省鋼材，降低成本；占有空間小，省煤器的總高度大約降低40%；工質(zhì)側及煙氣阻力可以在設計中調(diào)整。（3）鍋爐運行中，應保證合格的煤粉細度，注意調(diào)整燃燒，減少飛灰中的含碳量，同時要嚴格控制鍋爐本體、空氣預熱器和制粉系統(tǒng)的漏風量，尤其是爐底漏風，這對防止受熱面的磨損和超溫具有相當重

9、要的意義。3  水冷壁管漏泄原因及防止措施水冷壁產(chǎn)生漏泄的原因除設計、制造、安裝的原因外，主要由磨損、腐蝕和膨脹不暢三個方面的問題引起。此外，還有急冷，水循環(huán)不良等引起的漏泄。3.1  磨損水冷壁磨損的部位主要是在一次風口周圍的水冷壁管，因風粉流沖刷磨損和吹灰器吹掃時的沖刷磨損等引發(fā)。一次風噴口周圍水冷壁管的磨損，是因為一次風粉混合物噴進爐膛時，如果噴燃器安裝角度不恰當、設計切圓過大、噴嘴在運行中燒壞或變形以及穩(wěn)燃設施布置不當?shù)?，都會使煤粉氣流沖刷水冷壁管，引起管壁磨損減薄，以至漏泄。穩(wěn)燃設施一般布置在一次風管出口附近，使高溫煙氣產(chǎn)生回流，如果布置不當，很容易使一次風射流貼

10、壁，引起水冷壁磨損和結焦。          3.2  腐蝕高溫腐蝕發(fā)生的部位主要是高溫高壓鍋爐熱負荷高的區(qū)域，也就是噴燃器附近。產(chǎn)生腐蝕的原因主要是煤中含硫。而減輕水冷壁管外壁高溫腐蝕的方法主要是設法不產(chǎn)生能腐蝕管壁金屬的產(chǎn)物或防止發(fā)生腐蝕作用的狀態(tài)產(chǎn)生。這可用下列措施來得到：首先應從改善燃燒著手，煤粉顆粒要細，火焰不直接沖刷管壁，過量空氣系數(shù)不宜過小。有時為了使爐膛貼壁處有一層氧化性氣膜，以沖淡煙氣中SO3濃度，使結積層中分解出來的SO3向外而不向內(nèi)擴散，甚至特意加入一股空氣來保護水冷壁。此外應控制爐

11、管壁溫，這主要由蒸汽參數(shù)所決定，但管內(nèi)結垢與爐膛受熱面熱負荷局部過高亦會引起爐膛管壁溫度過高，使腐蝕區(qū)加大，加速腐蝕。當水冷壁管內(nèi)有沉積物時（垢或水渣），在這些沉積物下面會引起水冷壁腐蝕，這種腐蝕稱為酸、堿腐蝕。這是因為爐水中的酸性、堿性鹽類破壞了金屬保護膜的緣故。在正常運行的條件下，水冷壁管內(nèi)壁常覆蓋著一層Fe3O4的保護膜，它具有良好的保護性能，使水冷壁免受腐蝕。但如果爐水pH值超標時，就會使保護膜遭到破壞。當pH值為910時，水冷壁管腐蝕速度最小，此時保護膜穩(wěn)定性高。PH值過高或過低都會使腐蝕速度加快。當pH值過高時，易發(fā)生堿性腐蝕。pH值過低時，易發(fā)生酸性腐蝕。所以在正常運行條件下，要

12、求爐水pH值保持在910的范圍內(nèi)。當爐水中含有游離的氫氧化鈉時，就會使爐水中的pH值升高，引起堿性腐蝕。凝汽器漏泄會將冷卻水中的MgCI2、CaCI2帶入鍋爐，在爐水中生成鹽酸，引起水冷壁管的酸性腐蝕。為防止水冷壁管的垢下腐蝕，首要的任務是加強化學監(jiān)督提高給水品質(zhì)。盡量減少給水中的銅、鐵含量，降低給水的碳酸鹽堿度，減少爐水中游離的氫氧化鈉。為此，必須防止凝汽器漏泄。此外，還必須保持鍋爐良好運行方式，保證連續(xù)排污、定期排污的正常運行，控制爐膛局部熱負荷不要過高，過于新投運和運行一段時間后的鍋爐，應按規(guī)定進行化學清洗等。水冷壁因膨脹受阻而拉裂的現(xiàn)象時有發(fā)生，被拉裂的重點部位是爐膛四角和噴燃器附近，

13、尤以直流噴燃器更為突出。被拉裂造成漏泄的具體部位，多數(shù)是大滑板與水冷壁管焊接處，該處的焊點大部分是由于安裝時焊接質(zhì)量不高，加之運行中大滑板與水冷壁膨脹不一致，經(jīng)多次啟停爐后，就從焊點處拉裂漏泄。4  過熱器、再熱器漏泄原因及防止措施過熱器分輻射、半輻射和對流三種形式，而再熱器多為對流式。由于過熱器、再熱器的工作條件和漏泄原因比較相近，故將兩者放在一起來分析討論。引起過熱器漏泄的原因主要是超溫，磨損和腐蝕引起的漏泄現(xiàn)象也時而有之。4.1  超溫在過熱器的臨修中，超溫爆管占的次數(shù)最多，超溫的原因歸結起來有以下三個方面：煙氣側溫度高；工質(zhì)側流速低和管材的耐熱強度不夠。出現(xiàn)以上三種

14、情況的原因有：（1）火焰中心上移造成火焰中心上移的原因特別多，如鍋爐機組的漏風（爐底、燃燒器區(qū)域、空氣預熱器漏風、制粉系統(tǒng)漏風等）、燃燒調(diào)整不當、煤質(zhì)變差、煤粉變粗、空氣動力場偏斜、爐膛結焦、高加未投等都會造成火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，飛灰含碳量增加，由此帶來的過熱器、再熱器超溫，并使煙氣通過的各部位磨損加劇，排煙溫度升高。所以控制火焰中心，對鍋爐安全經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。（2）鍋爐啟動和低負荷時，因工質(zhì)質(zhì)量流速偏低，如果操作不當容易引起超溫爆管，尤其是屏式過熱器。（3）熱偏差在過熱器工作過程中，由于煙氣側各種因素的影響，各平行管中工質(zhì)的吸熱量是不同的，這種平行管列工質(zhì)焓增不均勻的

15、現(xiàn)象稱為熱偏差。過熱器的熱偏差決定于管子的熱力特性、水力特性和結構特性。在現(xiàn)代大型鍋爐中，由于鍋爐尺寸很大，煙溫分布不易均勻，爐膛出口處的煙溫偏差200300，而蒸汽在過熱器中的焓增又很大，致使個別管圈的汽溫偏差可達5070，嚴重時達100150以上。為了減小過熱器的熱偏差，可以將過熱器受熱面分成幾級，并在各級之間用中間集箱進行充分的混合。因為在同樣熱偏差的情況下，分級以后，由于每一級中工質(zhì)的平均焓增減小，而使焓增偏差的絕對值減小，因而使熱偏差的影響減小。將過熱器分級后，在蒸汽過熱的過程中，隨著蒸汽溫度增加，其比熱容不斷下降，因而在最末級過熱器中，工質(zhì)的比熱容最小，使得在同樣熱偏差的條件其溫度

16、偏差最大，而最末級過熱器的工質(zhì)溫度又最高，工作條件最差，因而末級過熱器的焓增更要小些，這樣對減小末級過熱器汽溫調(diào)節(jié)的慣性也有好處。（4）設計安裝不當設計和安裝的質(zhì)量對過熱器的超溫有相當大的影響，尤其是設計。表現(xiàn)為以下幾個方面：同屏管數(shù)設計過多同屏管數(shù)設計過多，會使熱偏差增大，這種熱偏差的產(chǎn)生是由吸熱不均和流量不均所致。質(zhì)量流速偏低質(zhì)量流速偏低是引起過熱器爆管的重要原因之一。當現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)這一故障源時，一般都采取割掉部分管段的辦法來提高工質(zhì)流速，也有個別電廠采取提高材質(zhì)的辦法來彌補。          減溫器設計不合理減

17、溫器內(nèi)套設計過長會影響霧化質(zhì)量。在鍋爐啟動初期，如果升溫速度過快，噴水量很大時，就容易引起過熱器產(chǎn)生“水塞”，嚴重時容易引起過熱器爆管。鋼材裕度不夠噴燃器安裝角度不對管內(nèi)有異物堵塞為此，要防止過熱器超溫爆管，必須在運行、設計、安裝等各個方面做好工作，同時還必須利用大小修的機會加強蠕脹檢查，消除各部位漏風及盡力做到燃燒系統(tǒng)及各有關設備的完好，這樣才能減少過熱器超溫爆管的發(fā)生。4.2  磨損過熱器、再熱器的磨損主要是飛灰沖刷磨損，這種磨損易發(fā)生在煙氣走廊、煙氣流速突變的局部位置附近，如蛇形管排的彎頭及穿墻部位，特別是卡子附近更容易發(fā)生局部沖刷磨損。因此在鍋爐大小修中要認真檢查對流過熱器、

18、再熱器蛇形管排出現(xiàn)煙氣走廊處，穿墻管和卡子附近。對有卡在蛇形管排中間的異物，如鉛絲、鐵板、搬手等，一旦發(fā)現(xiàn)，一定要認真細致地檢查異物附近的蛇形管有無局部磨損，并把異物取出。對布置在水平煙道中的垂直式過熱器和再熱器蛇形管排，尤其是布置在豎井上部低溫對流過熱器和再熱器蛇形管排彎頭和兩側墻管排的沖刷磨損，在大小修中，一定要作為防磨防爆的重點檢查部位，認真檢查并作好技術記錄加強監(jiān)視。4.3  腐蝕過熱器和再熱器的高溫腐蝕，主要發(fā)生在高溫對流過熱器和高溫再熱器出口部位的幾排蛇形管。高溫腐蝕是由燃燒中的硫和燃料灰分中的堿金屬以及釩所引起。對于燃煤鍋爐來說，主要是硫和堿金屬引起。防止高溫腐蝕的方法

19、是降低過熱器及再熱器的壁溫，使其不超過580，則高溫腐蝕速度可以大大降低。燃燒時，采用低氧燃燒以減少五V2O5氧化二釩和SO3的生成量，這樣就可以降低高溫腐蝕速度。5  防止鍋爐四管漏泄措施5.1  發(fā)電運行方面（1）針對主再熱汽溫存在超溫現(xiàn)象，及時制定嚴格的主再熱汽溫檢查與考核制度，定期對現(xiàn)場主再熱汽溫進行檢查與考核。（2）運行燃燒調(diào)整時，嚴格控制滿負荷時氧量不低于4%。當由于煤質(zhì)較差導致送風機入口擋板全開而氧量仍低于4%時，應及時聯(lián)系值長減負荷，保證爐膛含氧量在4%以上。（3）加強水力吹灰管理工作，當發(fā)現(xiàn)爐膛有結焦現(xiàn)象（即減溫水量增大時），應及時增加吹灰次數(shù)，確保水冷壁

20、吸熱良好。（4）當燃用煤質(zhì)較差的煤種導致減溫水量不足時，運行人員應進行燃燒調(diào)整，降低爐膛火焰中心，防止主再熱汽溫出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。如調(diào)整無效，應及時聯(lián)系值長減負荷，確保主再熱溫度在規(guī)定范圍內(nèi)運行。（5）當燃用省內(nèi)煤負荷允許時，磨煤機出口溫度高應改為三臺磨煤機運行，增加磨煤機的出力，從而降低磨煤機出口溫度，確保爐膛火焰中心下移。（6）當運行機組投入AGC時，負荷波動較大，主再熱汽溫變化頻繁，鍋爐主操應精心調(diào)整。（7）嚴格控制一級減溫水后蒸汽溫度不超過規(guī)定值386，尤其是低谷運行時。（8）當負荷低于140MW時，應采用滑壓運行，其目的是增加屏式過熱器內(nèi)的蒸汽流量，冷卻屏式過熱器防止過熱。（9）為防止鍋

21、爐爐膛漏風，運行人員在機組運行時應嚴密關閉爐膛人孔門、檢查孔以及高溫爐煙人孔門等等。（10）加強鍋爐水質(zhì)監(jiān)督，當發(fā)現(xiàn)鍋爐水質(zhì)不合格時，運行人員應增加定排次數(shù)，確保鍋爐水質(zhì)盡快合格。（11）在啟、停爐操作中，嚴格控制升溫、升壓速度，按規(guī)定進行水冷壁下聯(lián)箱排污工作，盡快建立水循環(huán)，及時切換油槍，保證受熱面受熱均勻，杜絕半側燃燒，消除熱偏差。（12）鍋爐水壓試驗時，嚴格控制金屬壁溫和給水溫度差值不超過50，防止管路沖擊。（13）三臺磨煤機運行負荷不允許超過160MW。（14）正常運行時，各運行參數(shù)嚴格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定。（15）當自動調(diào)節(jié)裝置失靈或跟蹤不好時，應及時改為手動調(diào)節(jié)，確保主再熱汽溫穩(wěn)定運行。