预防爆管（精选8篇）
预防爆管 篇1
1 概述
从近几年投产的亚临界、超临界及超超临界机组来看, 试运过程中都不同程度的出现了爆管。这不仅延长了安装单位的工期, 而且增加了建设单位的成本, 影响了机组的经济效益, 更加影响了机组的运行寿命。如何防止超超临界锅炉的爆管, 保证锅炉安全稳定的运行, 是目前急于解决的一个问题。
华能玉环电厂4×1000MW机组是国内最先引进国外技术的超超临界百万千瓦级锅炉机组, 锅炉由三菱重工业株式会社提供技术支持由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计、制造的超超临界变压运行直流锅炉, 采用П型布置、单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。
2 超超临界锅炉机组爆管原因及处理措施
2.1 设备制造缺陷
在工程建设过程中, 设备的质量直截影响到安装质量。华能玉环电厂1号机组在试运过程中发现二级过热器入口散管段的节流孔圈未钻通, 引起此根管子超温。在2号机组的试运检查过程中发现, 水冷壁节流孔圈后的分支管在加工过程中发生了偏心, 使得一侧管壁明显减薄, 使得过渡段的管子中心偏斜。
这些设备缺陷无疑给今后机组的稳定运行埋下了巨大隐患。在机组的安装及试运过程中, 联箱内都清理出了许多的异物, 部分异物从联箱的管座进入到节流孔圈位置, 造成受热面管子超温和爆管。因此, 设备出厂前的质量控制显得尤为重要。
首先, 在联箱的加工及制造过程中应加强内部清洁度的控制, 联箱筒身钻孔完毕后, 应检查钻孔端部是否留有机械加工的毛刺, 并对联箱内壁进行刮口, 对于水冷壁、过热器、再热器管的节流孔圈在加工完成后, 应进行逐个检查, 并对每个节流孔圈的大小进行核对, 避免在焊接过程中发生安装错误。其次, 在水压试验后切除堵板时应采用砂轮片切割, 不允许用火焰切割, 以避免铁水流入管接头内并粘附在内壁上。第三, 对焊缝缺陷返修的焊口, 特别是根部缺陷焊口的挖补应采用机械打磨的方法, 避免用火焰切割或者碳弧气刨, 在管口打磨过程中应有防止铁屑进入管道内的措施, 焊接前应对管道进行吹扫和通球。第四, 出厂前的联箱必须用内窥镜进行全面检查, 并经设备监造人员见证确认后再封堵管口。所有工作完毕后应有设备监造人员的签证。
2.2 异物堵塞导致受热面局部过热爆管
因异物堵塞而爆管是目前绝大多数机组在试运及正式运行过程中频繁出现的问题。而华能玉环电厂在整套启动调试过程中发生的四次爆管均是由于异物而引起的, 可见异物的堵塞是将成为今后超超临界机组爆管的重要原因。
四次爆管主要是由于异物在所设计的节流孔圈位置堵塞住, 使得被堵塞的管子流量减小而超温, 最终导致锅炉爆管。节流孔圈的设计是超超临界百万千瓦级锅炉机组的特点, 是为了更好的平衡各管子的流量而设计的。而由于此设计给机组安装带来的不便和隐患就需要在安装过程中给予消除, 若想在施工过程中消除此隐患, 就必须保证系统管道和联箱内部的清洁。
第一, 在受热面的地面组合及安装之前, 制定详细的切实可行的保证受热面管排、联箱及系统管道清洁的措施。受热面设备及联箱进入现场后先仔细检查外观是否有受损情况, 然后再检查内部。对于直径较大人可以进入的联箱, 在检查时人需穿着连体服进入到联箱内部进行清理检查, 对黏附在联箱内壁的氧化铁和钻孔留下的一圈刨花要彻底清除;对于人无法进入的联箱, 首先要用内窥镜对管接头和联箱的端部进行检查清理, 然后再用小型数码相机对联箱内进行拍照, 以确定联箱内部的清洁程度。在清理完毕后, 对联箱和受热面管排进行通球。联箱管座通球选用与计算球径相同的钢丝绳进行通透, 而且钢丝绳必须通到联箱内, 在通球的过程中, 联箱一端的手孔需打开, 以便查看钢丝绳是否已通至联箱内。在联箱通球完毕后, 再对联箱内部进行一次清理, 最后会同监理检查验收。施工技术人员必须进行全过程的监控, 严格遵守规范要求, 执行所制定的施工措施。
第二, 除了在安装之前对受热面设备进行彻底的清理外, 安装过程中也是必须严格按制的。在受热面联箱吊装前、手孔封堵前都必须重新对联箱内进行检查确认, 并办理隐蔽签证, 以确保在封最后一道口之前联箱内是清洁的。带有节流孔圈的管排在安装对口前需用与孔径相待的圆钢进行捅透, 对于无法用圆钢捅透的要进行RT检查, 以确保节流孔圈的加工与设计相符。在对口安装过程中, 为了更好的保证每一根管子内在安装过程中不会留有异物, 将受热面管排的安装对口落实到每一组或每一个人, 每个组或个人对应一组安装管排或一道口, 并对安装过程进行详细的记录。在管排磨口完毕后要将可融纸全部取出, 然后换新的可融纸进行对口焊接。
第三, 在设备安装完毕后系统要经过酸洗和吹管, 最终进入整套启动阶段。由于锅炉酸洗没有对过热器进行酸洗, 所有二、三、四级过热器的集箱及管排无洗得到彻底清洗, 无法将集箱内的一些粘附在集箱管接座内壁上的东西。这就要在吹管后对二、三、四级过热器及水冷壁的节流孔圈进行射线检查, 以确认节流孔圈处是否有异物。并将二、三、四级过热器入口集箱的手孔切开检查, 确认联箱内是否有异物。2号机组在吸取1号机组的经验和教训后, 对受热面的节流孔圈全部进行了射线检查, 部分节流孔圈也进行了切割清理检查, 并切割了二、三、四级过热器入口联箱的手孔检查。这也是2号机组从整套启动至168结束未曾发生过爆管的关键因素之一。
超超临界锅炉机组受热面及管道使用的钢材90%以上为合金, 而且还在国内首次使用了P122这样的高合金钢材, 所以对合金管材的金属检验显得尤为重要。在安装过程中曾发现, 二级过热器管屏用SA-213T22代替SA-213T12, 虽然是以高代低, 但热处理的工艺却有所变化。还有过热器一根连接管 (三过至四过, φ559×88, SA-335P91) , 在硬度检测过程中发现不合格, 并对不合格的管材进行了更换。在二级混合器入口连接管安装过程中, 发现一根连接管 (φ89.1×16, SA-213T12) 的母材有长达40mm的裂纹, 对此段管子进行了更换。因此本台机组没有因管道材质的错用和管材有裂纹而发生爆管, 这需要我们在施工过程中要对合金管材进行百分百的金属检验, 施工完毕后还需对合金管材进行百分百的光谱复查。对联箱和管道上的管接头需进行渗透检查, 确保所有设备的缺陷在安装之前予以消除, 保证机组在调试及运行过程中不会因管材问题而发生的爆管。
3 结论
作为华能系统首台投产的国产1000MW超超临界机组, 机组在安装、调试及运行过程中所遇到的受热面的爆管以及为防止受热面爆管而采取的行之有效的方法都将成为超超临界锅炉机组防爆管的典范。随着国内超超临界锅炉机组的增多, 防止受热面的爆管也将成为今后长期而艰巨的任务。华能玉环电厂的方法和经验都将成为今后的超超临界机组的安装、调试及运行提供丰富的经验, 以减少超超临界机组的爆管次数, 最终实现机组的长期而稳定的运行。
浅述锅炉爆管事故的原因及预防 篇2
关键词：锅炉;爆管;事故原因;预防
中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0168-02
1 产生爆管的主要原因
①管内积盐、管壁腐蚀：锅水品质不合格、饱和水蒸汽带水，造成过热管内积盐，导致管壁过热而爆管;給水含氧量高;給水含氧量高，或水流速低，经常会引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管;高温腐蚀是引起过热器、水冷壁管爆管的原因之一。
②缺水或升火、停炉操作程序不当，使管子的加热或冷却不均匀，产生较大的热应力。
③运行过程中，汽压、汽温超限（偏离设计的运行条件），火热偏差过大，使管子蠕胀速度加快，致使管子爆裂。
④负荷变动大，引起锅内压力突变，使水循环不正常（缓慢、停滞），使管子过热或出现交变应力而疲劳破裂。
⑤运行调节不当，如火焰偏斜、局部结渣、炉排风室烧损、煤层厚度及变速箱调整不当、鼓引风不匹配或调整不协调等，都会导致局部管子过热。
⑥制造、安装、检修质量不良。如管材质量不良或管材钢号用错;管子的焊口质量不合格;弯头处壁厚减薄严重;管子内部有异物致使管子截面积变小或都塞;检修时对已蠕胀超限的管子漏检，已经磨损减薄的管子没发现。
⑦飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。燃烧器出口气流偏斜，出现“飞边”、 “贴壁”现象，使水冷壁管磨损，是引起水冷壁管爆管的原因之一。
2 几种典型爆管事故的原因及预防
缺水（超温）造成的爆管：蒸汽锅炉是不允许缺水的，锅炉上装有水位计、水位报警器、自动給水装置等是为了保护锅炉运行时的正常水位的。造成锅炉缺水的主要原因有：
①司炉人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或操作水平低等;
②水位是假水位，蒸汽流量表或给水流量表指示不正确导致操作人员做出错误的判断;
③锅炉给水自动调节阀失灵给水压力降低，汽水压力减小;
④受热面烧损以后发生严重泄漏而大量缺水，如水冷壁管或烟管损坏或保管等，都会引起缺水爆管事故;
⑤排污不当或短管泄漏，都会引起缺水爆管事故;
⑥锅炉水位表的汽水连管堵塞都是造成缺水爆管的原因之一。
锅炉由于缺水，炉管的局部或大部分得不到水的冷却，致使管子温度迅速升高，机械强度很快降低，由于管子承压产生的应力超过了材料的屈服极限，导致管子变形、鼓包、爆管。
锅炉运行过程中必须保持正常水位。当水位低于低于安全水位标识线以下时，称为缺水事故，缺水事故又分严重缺水事故、一般缺水事故两种。按照新的标准要求：低于水位表最低可见边缘即为严重缺水，应该立即停炉（不必叫水）。在安全水位标识线与最低可见边缘之间的称为一般的缺水。
为了避免缺水事故，应：
①经常注意监视水位，定期冲洗水位表，校正水位表的指示;
②严格控制、调节给水流量表，使之与蒸发量相适应;
③正确执行排污规定;
④加强日常维护，定期检修锅炉，提高操作人员的判断能力、操作水平和处理事故的实际能力，消除事故隐患，加强操作人员的工作责任心，严格遵守操作规程。
3 水质不良造成的爆管
水质不良造成爆管有以下三种。
3.1 水质硬度高造成管内结垢损坏炉管
由于水质硬度高，锅炉金属的内表面很快就结上一层坚硬的水垢，水垢越结越厚，直至把管子堵死，这种现象多出现在高温区，因为管子内结垢，管壁得不到水的冷却，管子产生蠕变（低碳钢管一般超过450 ℃就开始产生蠕变），就会产生变形、鼓包直至爆管。
3.2 氧腐蚀使炉管强度大大降低直至爆管
由于中、低压锅炉一般都没有除氧设备，给水中的溶解氧往往很高，炉水受热后，溶解氧便在水中释放出来，进而腐蚀锅炉金属。影响氧腐蚀的主要因素有：
①炉水中的含氧量;
②炉水的温度;
③炉水的流速;
④负荷的大小。
炉水的含氧量越高腐蚀就快;炉水的温度越高腐蚀就快;炉水的流速越快腐蚀的就快;锅炉的负荷越大腐蚀的就快;
3.3 溶解盐腐蚀损坏管子使其强度降低直至爆管
锅炉给水中的含盐量大小是不同的，特别是存在氯化钙和氯化镁含量的給水，这种高含盐水进入锅炉，在锅炉内成为很好的电解质，在进水附近的对流管束，尤其是烟气温度较高的对流管束处，电化学腐蚀以很快的速度进行，这样管子很快就烂透。
以上三种爆管的预防措施：
①加强操作人员的责任心，做好锅炉给水的处理工作;
②严格检查、化验锅炉给水的各项指标，达到规定要求;
③严格控制饱和蒸汽的含盐量;
④提高汽水分离器的分离效率和检修质量，保证给水装置严密性，锅炉运行中严防水位过高、超负荷、超温运行。
4 水循环不正常造成管子爆管
4.1 水循环不正常造成爆管的原因
①设计结构不合理，下降管、上升管分布和分配偏差太大而导致水循环不良，造成个别管路水流速低，甚至造成停滞、倒流现象，而使管子局部汽化，致使管壁长期过热而引起变形、鼓包直至爆管。
②由于炉内各循环管路的阻力不均匀，阻力大的管路水流量、水流速较低，会使局部汽化而过烧，发生爆管;
③热负荷过高或过低均有可能发生爆管;
④其他原因，如：因异物堵塞等也会造成爆管。
4.2 预防水循环不正常防止爆管的措施
①在设计、选购方面要看好结构合理性，是锅炉整体有一个良好的水循环系统;
②管道布置要合理，尽量减少流动阻力的偏差;
③尽量减少热负荷偏差和流量偏差;
④上升管与水平面的倾角不得小于15 °，上升管最好直接引入上锅筒，且最好引至上锅筒水空间;
⑤下降管应连接在锅筒水位最低位置与连接在水空间的上升管保持足够的距离;
⑥下降管应直立布置，减少转弯;
⑦下降管不受热或有可靠的绝热措施;
⑧在下联箱上，上升管、下降管、排污管管口应互相错开布置;
⑨尽量避免锅炉超负荷运行。
5 在制造、运行中因管材损伤造成爆管的原因及 预防
5.1 在制造、运行中因管材损伤造成爆管的原因
在制造中因弯管机有缺陷，将管子弯头外弧面拉伤形成纵向裂纹或因弯曲半径过小引起弯头外弧面裂纹，也有因弯管而导致弯头外侧壁减薄太多，内侧产生折皱;制造过程中受热面管子受机械挤压或切割削损伤;由于烟速设计不当造成受热面局部磨损等引起锅炉管子的局部强度降低致使锅炉管子破裂或爆管。
5.2 在制造、运行中因管材损伤造成爆管的预防
在锅炉制造过程中应对弯管进行通球试验，对焊接连接管处进行无损探伤，对整根焊接管子及修理后的锅炉本体进行水压试验。在运行应按照锅炉运行、检验、检修规程对锅炉定期检查和检验，发现问题及时处理以防止事故的扩大。
6 锅炉管原材料质量缺陷造成爆管的原因及预防
6.1 锅炉管原材料质量缺陷造成爆管的原因
管材的化学成分、机械不能满足设计要求;有严重的局部腐蚀;在扎制过程中出现夹层、偏心和化学成分偏析等缺陷;有气孔、砂眼、裂纹、折皱等缺陷。
6.2 锅炉管原材料质量缺陷造成的爆管事故预防
首先锅炉制造厂在选购管材时必须按照《锅炉安全技术监察规程》的要求，进行购买，原材料必须附有相关的材质证明书。加强对新进管材的复检工作，检后并附上相关的材质证明，尤其在焊接前管接头的清理中，要仔细检查有无裂纹等缺陷。
7 定期排污操作不当造成锅炉爆管的原因及预防
7.1 定期排污操作不当造成锅炉爆管的原因
高负荷的情况下排污;排污时间长。
7.2 定期排污操作不当造成锅炉爆管的预防
不要再高负荷的情况下排污;排污时间不能过长，排污时间一般不超过30 s。
8 运行期间造成的爆管原因及预防
8.1 运行期间造成的爆管原因
①缺水;②负荷变换大;③操作不当;④停炉起炉过于频繁;⑤运行期间辅机不协调;⑥风量分配室烧穿;⑦超温、超压;⑧水质不良。
8.2 运行期间造成的爆管的预防
上面已谈，略。
9 结 语
综上所述，锅炉是特种设备之一，尤其在北方的冬季热水锅炉是我们日常生活中所离不开的，所以，我们要加强对锅炉的管理、了解，使其更好地为人类服务。
参考文献：
[1] 牛正，曾雪松，姚朋伟.电厂施工中如何预防锅炉爆管和泄露[J].企业技 术开发（下半月），2015，（1）.
预防爆管 篇3
1 循环流化床锅炉在运行中发生爆管的原因
循环流化床锅炉 (简称CFB) 同煤粉锅炉相比是一种高效洁净的燃煤技术, 以其高效、低污染、煤种适应性广、调峰能力强、灰渣综合利用性能好等特点, 受到了世界各国的重视。然而, 由于燃料流速高以及运行工况、特性等对水冷壁、附加受热面、尾部对流受热面、省煤器等金属受热面造成了冲刷和磨损, 金属受热面爆管等事故频频发生, 严重影响了锅炉的安全、稳定运行, 造成严重的经济损失。因而, 有必要了解金属受热面的磨损机理以及运行中出现磨损现象原因。
1.1 磨损机理
粒子对固体表面的磨损可以分为四类:
(1) 冲击磨损。当气固两相流中固体粒子沿垂直方向冲击受热面管子时, 使管子表面出现塑性变形或产生显微裂痕。经过固体粒子的反复冲击, 变形层脱落, 导致严重磨损。固体粒子的反复冲击使管子表面产生疲劳破坏, 导致爆管。
(2) 切削磨损。当气固两相流中的固体粒子以一定的角度冲刷金属受热面时, 特别是平行高速冲刷时, 对管子表面产生一种刨销作用, 导致管壁磨损而爆管。
(3) 接触疲劳磨损。当气固两相在流动过程中遇到金属受热面管子阻挡时, 在管子背风面形成涡流, 导致固体粒子涡流对管子背风面的磨损。
(4) 综合磨损。当气固两相流中的固体粒子以一定的角度反复冲刷管子受热面时, 对受热面同时有冲击磨损、切削磨损、接触疲劳磨损, 这种磨损叫综合磨损, 如燃烧室内部耐火防磨材料与膜式壁的交界台阶处的管子磨损就属于这种磨损。
受热面磨损的磨损量、磨损速率与诸多因素有关, 影响受热面磨损的关系式:
式中E———磨损量
u n———烟气中固体粒子速度
d———固体粒子直径
C———烟气中固体粒子浓度
K———比例常数, 表示物料与气体的磨蚀特性
t———运行时间
g———重力加速度。
从式中可以看出, 磨损量与粒子速度n次方成正比、粒子直径d成正比、烟气中固体粒子浓度C成正比。n值的大小与固体粒子直径、速度有关。
此外, 床料温度、床料硬度、受热面材料硬度、管束结构和布置间距等因素也影响受热面的磨损量与磨损率。
1.2 运行中出现磨损现象原因
在日常的工作和使用过程中能导致受热面发生磨损进而引起爆管的因素如下:
(1) 设计缺陷导致床料对局部金属管壁冲刷严重。
(2) 管材选择不合理, 材质硬度过小。
(3) 掺烧劣质煤过多, 煤质硬度大。
(4) 床温控制不合理及水质不合格, 引起水冷壁超温, 由于热应力的产生以及高温腐蚀的影响, 磨损速率增加。
(5) 风煤配比不合理, 导致床料粒子速度过快。
(6) 安装工艺及焊接工艺差, 导致水冷壁受热面不平整及对接焊缝打磨不平, 形成凸台。
(7) 对流管束未安装防磨肋片, 导致烟气直接冲刷。
(8) 设备的老化, 压力控制的不合适。
(9) 烟气颗粒浓度的影响以及锅炉本身动力场的影响:烟气内颗粒浓度越大, 水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大, 对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中, 负荷越高, 床层密度及床层差压越大, 说明颗粒浓度越大, 磨损量也越大;由于炉膛内烟气流速分布不均匀, 四角处的烟气流速比中间大许多, 所以磨损情况比其他部位严重。
(10) 耐磨材料脱落。
2 目前防止循环流化床锅炉发生爆管事故采取的预防措施
现阶段对于循环流化床锅炉爆管发生的预防措施主要有以下几点:
首先燃烧室膜式水冷壁是由锅炉钢管焊接而成。如果管子的焊缝没打磨光滑就会出现凹凸不平, 而一旦管壁出现了这种凹凸不平的情况时, 颗粒会沿四壁下落, 这样一来也就必然会导致管壁的严重磨损, 而管壁一旦磨损严重, 在承受相同的强度时会发生爆管。因此, 为了避免这种情况的发生, 焊缝焊好之后一定要打磨光滑。
为了减轻磨损, 采取全部或部分膜式壁防磨金属喷渡技术, 提高管壁的耐磨性, 防止因水冷壁管磨损而频繁出现的泄漏、爆管或大量换管。
由于循环流化床锅炉的燃烧室出口一般在水平方向上, 因此, 当循环流化床锅炉的燃烧室中心区的烟气夹带着细固体颗粒向上流动到烟气出口窗时, 烟气中夹带的固体颗粒由于惯性力的作用直冲炉顶膜式水冷壁, 产生冲击和切削磨损, 这样一来由于管道出现磨损就会造成爆管的发生, 遇到这样的情况可以采用在烟气出口窗四周膜式壁用敷设耐火防磨层来解决, 与此同时还可加大烟气出口窗与炉顶间的距离来减轻磨损。
其次在运行调整方面, 在保证床料充分流化的前提下, 尽量降低一次风量;在维持氧量的前提下适当调整二次风量, 合理搭配上下二次风量, 保持合适的过剩空气。适当降低密相区高度, 延长燃煤颗粒在炉内的停留时间, 减小对水冷壁管的冲刷, 同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率, 延长固体颗粒在炉内的停留时间。另外要加强来煤管理, 控制矸石含量。
对流受热面防磨措施:烟气流速是影响对流受热面磨损最重要、决定性的因素。烟气流速过快磨损加快;烟气流速过慢, 易发生积灰现象。正确的烟气流速选择是及其重要的。此外, 合理的布置分离器位置、提高分离器分离效率及分离器形式的选择, 对尾部余热烟气中粉尘的浓度和粒径大小分布起到决定性作用。因此分离器布置的位置、分离效率以及形式对尾部受热面的防磨起到至关重要的作用。在对流受热面上几排及下几排加装防磨护瓦, 可大大减轻对流受热面金属管壁的磨损。除此之外, 吹灰器位置布置是否合理, 吹灰时间设定是否科学等因素也影响对流受热面防磨效果。
另外当管道内的气流流速过快时也会使管道的磨损变得严重。加装防磨梁装置, 有效降低贴壁流和浓度。
实例分析:
辽宁沈煤红阳热电有限公司2×330MW循环硫化床锅炉, 通过加装膜式水冷壁防磨梁大大降低因磨损严重造成水冷壁爆管事故。
公司于2011年4月———011年10月期间对锅炉水冷壁进行加装防磨梁, 防磨梁装置由7道防磨梁组成, 在锅炉的密相区耐磨层上沿从下到上以一定间距布置, 间距的布置已充分考虑了对炉内吸热的影响。
防磨梁紧贴在四周水冷壁安装, 每两道防磨梁正好是一个四边形, 防磨梁在水冷壁侧为最长边, 上平下斜, 经过优化设计, 最长边已减为原来的66%, 更好地保证了炉内吸热份额。
防磨梁由耐磨耐火可塑料、耐热钢销钉组成。耐热钢销钉焊接在水冷壁鳍片上, 耐磨耐火可塑料靠人工捣打粘贴到水冷壁上。
加装防磨梁改变传统的被动防磨模式而变成主动防磨;贴壁流速度显著降低:从-8m/s降低到-2m/s, 理论磨损量减少为原来的1/64;贴壁流浓度显著降低:大部分物料冲刷防磨梁, 对水冷壁的磨损较轻。锅炉应用多阶式防磨梁后, 水冷壁爆管事故不大于1次/a。
经济效益及社会效益:
330MW等级CFB锅炉因水冷壁爆管停炉处理时间至少为12d, 12d内平均负荷按18万kw·h计, 上网电价为0.258元, 供电成本按0.228元。加装该型防磨梁装置后, 一个大修周期内直接经济效益和间接经济效益之和为1 038.652+2 332.8=3 371.452万元。一个大修周期后, 每台炉水冷壁防磨梁每年维护费用为2万元, 维修成本低。同时, 每台炉每年可多发电180 000×12×3=648万kw·h。
除了上述防磨防爆管技术以外, 对于高参数大容量循环流化床锅炉, 还应该结合自身的实际情况, 具体问题具体分析, 千万不得盲目照搬照用。
3 我国在循环流化床锅炉预防爆管技术方面存在的主要问题
3.1 目前循环流化床锅炉预防爆管技术缺乏整体性
目前循环流化床锅炉预防爆管技术与之前相比较, 虽然已经有了不小的进步, 但是整体看来仍旧有许多问题需要解决。
其一就是现阶段的防爆管技术相对来讲整体性较差, 对于防爆管技术缺乏整体性把握, 对于容易出现问题的环节没有前后的联系性, 而是哪里有问题就单独对那里进行处理, 这样不仅不能从根本上解决问题, 反而会使劳动量加大。
各大高校及科研院所缺乏技术交流性是急需着手工作之一。
3.2 循环流化床锅炉预防爆管技术在运营中需要解决的问题循环流化床锅炉在预防爆管技术方面经过了较长时间的改
进与发展, 虽然已经取得较大的进步, 但是相比较国外的技术来看, 其运营方式还有很多不足之处, 操作方式虽然较为多样化, 但大部分时候仍然较为烦琐, 很难掌握, 并且操作过程中会有很多的干扰因素对其造成影响, 使其应用性大大降低, 而且这也成为目前急需解决的问题之一。
4 现阶段在循环流化床锅炉预防爆管工作中应该做的改善
我国现阶段在循环流化床锅炉的防爆管的技术就需要不断研究和开发新的模式, 来适应这种社会变化。不可否认, 现在看来我国循环流化床锅炉的防爆管技术要有更加长足的发展就必须经历不断的改正和完善, 才有可能使我国在循环流化床锅炉防爆管技术方面保持先进的活力, 为中国社会的建设提供更加有力的支持。
4.1 做好在循环流化床锅炉预防爆管技术的前期工作
做任何事情之前都应该做好准备工作, 因此需要进一步做好循环流化床锅炉预防爆管的前期工作, 伴随着高速的经济发展, 如何找到一种可持续利用的新技术成为了关键性问题, 因此我国循环流化床锅炉的防爆管技术问题越来越受到关注。统筹规划对于任何事情的成败都是一个较为关键的步骤和必不可缺的重要环节, 任何事情的进行都不能以偏概全, 更不能没有计划随便开始, 否则会有更多的麻烦产生, 因此在改进我国循环流化床锅炉的防爆管技术的同时, 要对循环流化床锅炉的防爆管技术从最初的论证到最后的实施要有较为系统的认识, 在这样的基础上再来制定与之相适应的防爆管技术, 就会更加有针对性, 更加贴近实际。
4.2 要根据循环流化床锅炉预防爆管技术的要求制定可行的技术规范
在进行任何现代化规划或者建设的时候都要有行之有效的法规条例来进行规范。就像我们国家一样, 有了坚实的法规保证才保证良好的秩序, 因此想要规范我国循环流化床锅炉的防爆管技术就必须先将相关的规章制度进行很好的完善, 为其以后进行良好的运营提供良好的大环境。我国的循环流化床锅炉预防爆管技术要在各个方面形成完善并且行之有效的流程规范, 提供充足的技术保证和严格的流程规范, 加强各个环节之间的监督和联系, 各个环节都必须有相应的档案记录, 这样不仅能保证各个环节合理和规范化, 还可以做到有据可查。
4.3 提高主动防磨与被动防磨技术水平
加强防磨设计理念, 提高主动防磨技术水平, 消除设计上的缺陷, 从根本上解决防磨问题;完善防磨设计标准化管理, 不断调高工艺水平, 通过开发新材料、新技术, 有效解决防磨问题。不同的锅炉产生磨损原因不同, 要做到具体问题具体分析, 采样合理的被动防磨措施, 并不断的进行分析与总结, 归纳出完整的防磨措施体系。
5 结语
对于循环流化床爆管发生的预防措施是一项非常重要的工作, 因为其关系到社会主义建设的基础建设之一, 而且也是关系到工作人员的安全问题, 因此应该受到我们的高度重视, 虽然设计理念与工艺水平已经相对成熟, 但是防爆管技术仍旧有很多问题需要我们解决, 相信随着科学技术的进步, 我国在循环流化床锅炉防放爆管技术方面会有更加长足的进步。
摘要：随着技术水平的发展, “使用性”与“安全性”这两词语越来越受到人们的重视, 而循环流化床锅炉预防爆管技术就是一个关系到循环流化床锅炉使用性与安全性的技术手段, 因此受到人们的广泛关注, 本文就循环流化床锅炉预防爆管方面的技术做了简单的说明。
关键词：循环流化床锅炉,预防爆管,技术研究
参考文献
[1]孙献斌, 黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].中国电力出版社.2009.
[2]钱云峰.浅谈耐磨耐火可塑料循环流化床锅炉的施工与应用[G]//全国电力行业CFB机组技术交流资料汇编.2005.
预防爆管 篇4
锅炉是由本体、受热面、过热器、燃烧装置、附件、烟风系统、冷水系统组成, 过热器是整个锅炉最重要的部件之一, 也是工作压力和工作温度最高的受热面, 工业锅炉过热器蒸汽温度一般不大于400℃, 其材料多为20g钢, 应用合金钢的较少, 20g钢在壁温450℃范围之内, 使用寿命在10万小时以上。但在实际运行中, 部分过热器使用寿命远低于设计寿命, 这与其设计、制造工艺及材料有一定关系, 但更多的是由于管理和操作不当, 使过热器管壁温度超过设计温度值, 过热器因过烧而引起的泄漏、爆管, 使锅炉预期寿命在大缩短, 极大地影响锅炉安全经济运行。
本厂使用的一台蒸汽锅炉投产使用不到两年时间, 在一次检查中便发现过热器管子泄露。究其原因就是管理人员缺乏锅炉的有关知识和工作管理经验, 没有严格按操作规程进行操作, 从而造成这个事故。
1 原因分析
1.1 过热器管内积垢积盐是引起过热器管子过热的首要原因。
大多数过热器管过热都是由于管内积垢积盐引起的。由于给水、锅水处理不当、排污不当, 就会造成锅水大量含盐、含碱。如果锅炉运行过程中锅炉负荷太大, 汽压空降, 水位控制过高, 汽水分离器分离效果差, 就会使锅水中大量盐类物质随饱和蒸汽进入过热器管中;或者煮炉过程特别是煮炉换水清洗时, 大量高碱度煮炉药液也会进入过热器。在过热器管内高温度环境下, 所有进入过热器中的盐碱类物质, 便会附着在管子内壁形成较硬、大部分可溶解的盐垢混合物。这种高热阻的混合物, 阻碍蒸汽吸收热量, 对过热器管来说, 蒸汽不能有效降低管壁温度, 如果该混合物达到一定厚度, 使管壁温度超过设计壁温, 长时间超温, 即可使管子遭到破坏。这种原因引起的爆管, 通常使爆破管径变粗, 外壁有明显纵向裂纹并且断口粗糙。
1.1.1 给水、锅水处理不当, 使过热器管内积盐垢。
工业锅炉给水或补给水一般采用软化水, 即使用钠离子交换剂软化原水, 降低入炉水硬度。如果钠离子交换树脂再生后, 正洗不彻底, 残余再生剂使软化水含盐大增, 进入锅炉后就会使其锅水大量含盐。或者锅内加药、排污不当也会使锅水含盐含碱过高。而锅水含盐含碱过高超过临界值时, 汽包水容积中含汽增多, 自由水面上泡沫增厚, 减少了蒸汽空间的实际高度, 飞溅的锅水被蒸汽大量带走。蒸汽通过过热器时, 携带的锅水中的盐碱物质便附着在过热器管子内壁上。
1.1.2 锅水水位控制过高, 负荷太大或汽压突降使过热器管内积盐积垢。
锅炉运行时, 水位
控制过高, 便减小了汽包内蒸汽空间高度, 当蒸汽空间较小时, 大量飞溅的锅水被蒸汽带入过热器管中, 锅炉负荷太大, 超过临界负荷值 (根据锅炉结构, 运行工况每强炉都有其临界负荷值) , 汽包内汽水混合物质穿出水面时速度大大增加, 锅水飞溅量增多, 同时蒸汽在汽空间流速提高, 携带水滴能力增强, 导致蒸汽带水量剧增, 大量盐碱进入过热器, 如果锅炉负荷突然增加, 或者燃烧失常引起汽压突然降低, 锅水体积膨胀, 水位上升, 蒸发加快, 如果控制不当极易使蒸汽带水, 导致过热器管内积盐积垢。
1.1.3 煮炉操作不当, 锅内碱液进入过热器中, 使其管内积盐积垢。
煮炉时, 为了尽可能提高煮炉效果, 一般控制药液在高水位处, 如果控制排汽量过多, 水位控制过高, 或者煮炉排污换水过程中, 进水排水操作不当, 就会使高碱度药液进入过热器中。另外, 煮炉后不按规程将锅内残余药清洗干净便进行安全阀调试, 安全阀起跳时, 蒸发量突增, 水位上升, 如果调试时安全阀起跳频繁, 易导致锅内残余的高浓碱液进入过热器中。
1.1.4 汽水分离器分离效果不佳, 使过热器管内积盐积垢。
有过热器的工业锅炉, 一般以垂直挡板和旋风分离器作为汽水粗分离组合装置。如果垂直挡板未能形成水封, 致使蒸汽短路, 从挡板不严密处泄出, 不经旋风分离器, 使汽水分离效果差。另外, 细分离装置的上部百叶窗波形板若锈垢严重破损, 会使水流在分离过程中被撞成细小水滴不利分离, 还使分离的水滴易第二次被汽流带走, 即锅水滴被带到过热器中。
1.2 烟温过高, 烟气或蒸汽偏流造成热偏差也是过热器过热爆管的重要原因。
锅炉负荷太大, 过量空气系数过高, 火焰中心上移或其他原因引起炉膛出口烟温过高, 过热器短期超温运行, 管子金属强度就会降低。火焰偏斜或过热器前凝渣管积灰积渣不均使过热器由于烟气偏流形成热偏差, 部分管子就会超温运行, 管子金属强度也就会降低。蒸汽通过过热器管时, 由于管内积盐积垢情况不同或结构不合理使蒸汽流经过热器管时速度不均, 部分管内蒸汽流速过低, 管金属得不到有效冷却, 超温运行同样降低管子金属强度。这种超温情况, 如果严重的话, 一般短时期便使过热器管遭到破坏。
1.3 过热器管内蒸汽温度超过设计温度, 使过热器过热爆管。
炉膛出口烟温过高, 过量空气系数太大, 锅炉超负荷运行, 减温器工作不正常, 汽包安全阀起跳, 启停炉保护不当, 流经过热器蒸汽量太少等, 都可以导致过热器内蒸汽温度升高, 甚至超过设计值, 引起过热器管子超温, 严重时使之爆管。这种短期严重超温引起的爆管和上述两项情况一样, 爆破段管子壁厚不均匀, 向火面较薄, 爆口处管壁有显著的减薄。
2 预防措施
2.1 确保锅炉给水、锅水水质。
遵循锅炉给水、锅水水质标准, 保证给水、锅水水质合格。遵守水处理设备操作规程, 交换器再生后正洗, 经化验出水氯根要与进水氯根要相近 (例如出水氯根小于进入氯根2倍) 后才投入运行, 避免大量残留再生液进入锅炉。锅内加药量、排污量适当, 特别是根据锅水含盐量, 控制表面排污量的调节。
2.2 严格遵守锅炉安全操作规程。
2.2.1 锅炉负荷在允许范围之内, 超负荷情
况要严加控制, 启停炉时应有适量蒸汽流经过热器 (开启过热器出口集箱放汽阀, 放汽量在额定负荷的10%左右) 。
2.2.2 保证锅炉正常燃烧工况, 过量空气系数适当, 燃烧室火焰中心位置适宜, 层燃炉火焰不偏斜。
2.2.3 汽包水位在允许范围内波动, 不满水。
2.2.4 防止汽压突降, 或者突升使汽包安全阀起跳。
2.2.5 安全阀调整时, 使过热器安全阀开启压力小于汽包安全阀开启压力。
2.2.6 煮炉过程中, 特别是排污换水清洗时, 精心操作, 避免满水。
2.3 保证锅炉检修质量, 锅炉检修后, 应使:
(1) 减温器管路畅通, 蛇形管内无积垢, 不泄漏。
(2) 汽水分离结构完整, 垂直档板严密, 百叶窗清洁无积垢, 无破损。
(3) 水冷壁管、凝渣管、过热器管、对流管内积垢、管外灰渣及时清除。过热器管内的积盐积垢可以采用以下方法清除:将大于90℃的低含盐水 (汽凝水、除盐水等, 如果条件不允许, 采用过滤后的清水也可以) 从过热器出口集箱放汽阀泵入, 根据盐垢情况浸泡几个小时, 然后再泵入上述热水从汽包中将原泵入的水排出, 前段时间排出的清洗水放掉, 后面的排水可以收集起来重新循环利用, 当该循环水含盐量 (可以测其电导率) 不再增加时, 结束清洗。
3 结论
锅炉加热器原理爆裂部分由单方面原因引起的, 部分是由多方面原因叠加引起的。管理人员应加强学习, 掌握管理中应注意的多个环节和守安全操作规程, 才能使安全生产安全经济运行, 延长使用寿命。
预防爆管 篇5
锅炉主要参数如下:
锅炉采用四台燃烧器分两层布置在前墙上 (见图1) 。
锅炉于2013年5月投入试运行, 锅炉试运行几小时突发炉膛水冷壁爆管事故而紧急停炉。后经检查发现, 爆管处位于上层燃烧器上部大约1米左右。管子爆破口呈现出明显撕裂减薄状、破口边缘锋利, 周围没有细小的裂纹 (见图2) 。同时其附近相邻的2到3根水冷壁管子在相同高度也出现不同程度的胀粗鼓包、弯曲现象, 管子已经处于失效状态, 呈现出明显的高温蠕胀特征。初步判断爆管是由于前期烘炉过程中局部高温过烧引起的。
为了进一步查明管子破坏的原因, 我们对切割下来的材质为20G (GB5310) 的高压锅炉管变形部分进行了金相分析, 结果发现材料原本的珠光体结构发生了明显的改变, 渗碳体层出现了严重的球化现象, 晶界变得模糊不清。而同一根管子未变形部分的金相组织形态正常, 排除由于材质问题导致爆管的可能。我们知道, 珠光体钢在其允许使用温度范围内长期工作会出现缓慢球化的趋势 (见表1) , 从表1中不难发现珠光体球化会使钢材的抗拉强度和屈服极限出现不同程度的下降, 即珠光体球化越严重, 材料的高温强度就越低。从材料球化程度来看, 基本可以确定水冷壁爆管部位存在较长时间的高温“过烧”现象。
经过和司炉人员交谈得知, 由于用户工期太紧, 锅炉在砌筑完成后并没有按照锅炉使用说明书中相关规定的烘炉时间和温度控制曲线进行烘炉, 而是采用通过燃烧器直接燃烧天然气使锅炉升温的方式进行, 由于要控制升温速度, 在烘炉过程中采取了只开引风机不开鼓风机的方式。由于火焰刚度不够, 在尾部微负压的作用下, 火焰基本沿前墙向上爬升。这样在火焰直接与水冷壁接触部位就会形成局部高温区。而在锅炉的烘炉阶段, 由于锅炉蒸发量很小, 仅需要极少量的间断补水。在水冷壁管、下降管、下联箱及锅筒组成的简单回路中, 锅筒与水冷壁下联箱间的重位压差作为循环动力而形成的微弱水循环, 使水冷壁的向火面得到有效冷却。然而局部的高温使管内贴壁的水迅速汽化, 形成大量气泡, 由于没有足够的循环水量将产生的气泡及时带走, 使大量气泡在管壁上聚集, 气泡阻隔了水与管壁的接触, 气泡的冷却及传热效果又非常差, 从而使该处管壁温度在短时间内迅速升高, 其结果就是管子材质在长时间高温下发生严重的球化现象, 使得管子强度大幅降低, 发生高温蠕变。只是由于烘炉期间锅炉基本不带压而煮炉其间运行压力较低而没有暴露问题。
现场经与用户沟通, 用户基本同意以上原因分析。现场将发生爆管和热胀弯曲变形的管子割掉后重新插入新管, 改造完成后锅炉顺利投入运行, 各项参数均达到设计要求, 保证了用户的生产。
那么如何避免在锅炉的烘炉过程中发生水冷壁“过烧”的事故呢?
首先, 应当明确锅炉烘炉的目的。新安装的锅炉, 在炉墙材料中及砌筑过程中吸收了人量的水份, 如与高温烟气接触, 则炉墙中含有的水份因为温差过人, 急剧蒸发, 产生大量的蒸汽, 进而由于蒸汽的急剧膨胀, 使炉墙变形、开裂。所以, 新安装的锅炉在正式投产前, 必须对炉墙进行缓慢烘炉, 使炉墙中的水份缓慢逸出, 确保炉墙热态运行的质量。
根据锅炉的结构特点一般采用火焰烘炉的方法。
火焰烘炉:由于烘炉初期温度不能升的太高太快, 一般烘炉初期热源采用木柴居多。
(1) 在燃烧室中部堆架木柴, 点燃后使火焰保持在中央, 利用自然通风保小火, 燃烧维持2-3天, 火势由弱逐步加大。 (2) 第一天炉膛出口排烟温度应低于50℃, 以后每天温升不超过20℃, 未期最高温度<220℃, 保温2-3天。 (3) 烘炉后期约7-12天可改为燃气烘炉, 保持炉膛燃烧室负压要求。 (4) 烘炉时间以14-16天, 结束燃烧停炉。 (5) 操作人员每隔2小时记录一次烟温, 严格按要求控制烟温确保烘炉质量。 (6) 烘炉时间与烟气温度的关系曲线, 可参考下面烘炉曲线图3。
烘炉的具体操作:
(1) 关闭汽包两侧入孔门。 (2) 用除盐水经冷水系统向汽包内进水, 并轮流打开各排污阀门疏水、排污、冲洗锅炉受热面及汽水系统和各阀门。 (3) 有炉水取样装置, 取炉水样分析, 确认水质达标后, 停:冲洗关闭各疏水、排污阀门。 (4) 向汽包内缓慢送水, 水位控制标准水位±20mm。 (5) 烘炉前, 应适当打开各检查门, 以便及时排除炉内的潮气。 (6) 在燃烧室中央堆好木材, 在木材上浇上柴油点火, 用木材要求烘炉2~3天, 烘炉时, 可适当开启送风机, 增大进风量, 以维持一定的炉温, 保证烟温, 确保将炉墙烘干。 (7) 木材烘炉结束, 可按要求进行后期燃气烘炉, 此时, 应增加送风机开度, 微开引风机, 关闭检查门, 进一步提高烟温, 烘干炉墙。。 (8) 定期检查各膨胀指示器、水位计, 确保锅炉运行正常, 如有异常发现, , 应及时汇报, 妥善处理。 (9) 定期定时检查, 记录烟温, 确保烘炉质量。。 (10) 由灰浆放样处取样, 进行含水率分析, 当灰浆含水率≤7%时, 表明烘炉己达要求。
烘炉注意事项:
(1) 烘炉时, 不得用烈火烘烤, 温度的升速应缓慢均匀, 要求最大升温速度小于20℃/天。 (2) 烘炉过程中要定期检查汽包水位, 使之经常保持在正常范围。 (3) 烘炉中炉膛内的燃烧火焰要均匀, 不能集中于一处。 (4) 烘炉过程中可用事故放水门, 保持汽包水位, 避免杂物进入过热器内。 (5) 烘炉过程中要定时记录烟气温度, 以控制温升速度和最高温度, 不超过规定要求。
综上所述, 该起水冷壁爆管是一起典型的不按章操作引起的事故。因此加强司炉人员的学习、培训, 提高司炉人员按章操作的意识, 才是减少锅炉误操作的关键。
参考文献
[1]林宗虎, 徐通模.锅炉使用手册[M].化学工业出版社, 2009, 4.
[2]冯俊凯, 沈幼庭, 杨瑞昌.锅炉原理及计算[M].科学出版社, 2003.
预防爆管 篇6
现代在大容量、高参数锅炉的设备制造、检验工艺标准要求都很高，而且现场安装技术也大大提高，验收过程也相当严格，施工建设的工艺质量已不再是构成机组运行中发生问题的主要原因。但是如锅炉的爆管、泄漏等严重影响机组的安全稳定运行的问题还与施工建设有着紧密的联系，需要我们在安装施工中分析原因采取预防措施。
2 锅炉施工中的主要问题及预防措施
2.1 设备运输过程中的机械损伤
设备在几次倒运过程中，由于运输单位装卸设备时，拴钩方式不当，常常造成受热面管子被钢丝绳划下较深的伤痕，有的局部深度可达2mm。另外，运输过程中装车不当，受热面之间在长途运输中相互磨擦，使管壁变薄，尤其是膜式壁向外弯曲的孔门之类的弯管部位，更容易造成这种损伤，本来弯管外弧就已经弯曲减薄，再加上磨损，其有效厚度难以达到长时间运行的要求，而有效厚度减薄的缺陷，在锅炉水压试验中不会暴露出来。因此在设备组合、吊装前，必须认真地逐根对受热面管进行外观检查，对机械伤损部位测厚度后按有关标准进行处理。
2.2 施工过程中管子造成损伤
施工过程中管子造成损伤这种损伤主要表现在以下几个方面：设备包装箱拆除过程中，或割除临时加固件、切割鳍片密封等过程中，割炬的使用不当，火焰割伤管子；鳍片管密封焊接过程中以及防磨装置与管子的焊接过程中，出现咬边现象；电焊线打伤管子；在小直径管保温铁皮安装过程中，电钻钻伤管子。
针对以上可能造成的设备隐患，首先要加强操作人员的技术培训，同时要加强以上施工过程结束后的全面检查工作。为了消除电焊线打伤管子的现象，要求在承压部件施焊的电焊线，全部使用无接头橡胶皮铜芯线，采用特制的短钻头，可避免保温时钻伤管子。
2.3 连通管清理不到位
一般在施工中只重视受热面管子和联箱内部的清理和封闭工作，容易忽视连通管的清理和封闭工作，尤其是在管子倒运过程中很容易造成端口封盖的脱落，造成杂物进入管内。
为此除了及时发现脱落封盖的管口及时清理封闭外，在管子吊装前，认真彻底地清理管子内部，并可靠地封口。管子对口时，才允许将封盖打开，并用手电筒照明检查管子内部是否有杂物，未焊完的焊口必须用密封带进行密封，再焊时才能打开。
2.4 安全阀入口管道的清洁不彻底
安全阀入口管道是锅炉蒸汽吹管的盲肠区，管道及阀门安装后一旦内部有杂物就无法进行清理，在安全阀排汽时，很容易造成接合面的损坏，破坏其严密性，同时又危及消音器的安全。
为保证彻底干净，施工过程中须做到以下几点，避免安全阀泄漏和消音器事故：
安全阀入口管道安装前，用布团进行“拉管”清理，然后可靠封口，同时避免在焊口过程中小杂物落入管内。
锅炉水压高时上水速度要缓慢，可以避免受热面及高压管道内的浮锈等冲至“盲肠”段。同时，可靠地锁定安全阀，为安全起见，可用氩气或压缩空气（减压至安全阀隔离气室允许压力以下）对安全阀加载，目的是为了防止安全阀在水压时意外“起跳”，避免水中杂物可能损坏阀门密封面。
在安全阀定砣时，首先要全开安全阀，对其入口管道和阀门吹扫3-5分钟，清洁管道及阀门。
2.5 锅炉水压、酸洗上水携带脏物
锅炉水压、酸洗的临时上水管内部的脏物很容易进入水压系统，造成系统管路淤堵或阀门等设备损坏。要求锅炉水压、酸洗的临时上水管经过冲洗后才能接入正式系统。
2.6 锅炉酸洗沉渣清理不彻底
锅炉酸洗后在蒸发段出入口联箱处，尤其是入口联箱分配管的节流孔板处，容量淤积锈皮，淤泥、焊渣、甚至较大颗粒的杂物。需要在酸洗后，割开所有带节流孔板的分配管和所有入口联箱一端的端盖进行彻底清理是很有必要的。对于出口联箱，可按比例抽检，根据抽检情况决定要割开联箱端盖的数量，酸洗后对受热面的取样管应尽量取自水平段，并采用机械切割的方法，代替的短管用机械方法彻底进行内部清理，焊接管端两侧内部要彻底检查、清理。
2.7 锅炉疏水、排空气、减温水等阀门内漏
锅炉疏水、排空气、减温水等阀门内漏的主要原因集中表现在安装试运阶段对阀门的不正确操作方面。在锅炉安装过程中，不论如何认真地保证受热面、联箱、导汽管及疏放水、排空等管路安装后的内部清洁，但还是无法避免锅炉水压、酸洗、吹管及运行过程中大量污垢冲积到疏水、排空等阀门处，在以上施工过程中对阀门的不正确操作很容易造成其内漏，甚至无法修复。
为了有效地保证这些阀门的最终质量，必须做到以下几方面，按阀门设计要求，正确对其所在系统进行吹管。
(1）阀门不宜过早安装，当疏水、排空、减温水等管道全线接通后（留两端口），用压缩空气吹扫管子，保证管线通畅且内部无杂物后，再装入阀门。安装后阀门处于关闭位置上锁，防止有人开关操作阀门。
(2）锅炉水压试验上水前，一次将所有疏水、排空、减温水阀100%打开（水压试验前的压缩空气试验可以只开一个阀门，而且不允许将这个阀门作为控制操作阀），上水过程中，实现逐段冲洗，无浊水的管线上的阀门才进行关闭。锅炉水满后，要逐个对阀门进行压力冲洗。
(3）锅炉酸洗过程中，由于承压部件内部产生大量难溶剥落物、浮锈等，很容易淤积在疏水和排空气管道内甚至卡在阀门上，所以酸洗过程中要定期地冲洗这些管道，一方面可以对这些管道进行清洗，另一方面可以及时排掉沉积物，每次排放时，要迅速将阀门开到100%，排放液中无颗粒杂物时将阀门关闭。
(4）不论在锅炉水压、酸洗、吹管还是在运行的过程中，如果阀门在规定力矩下关不严，绝对不可以强行操作。正确的操作方法是：快速全开阀门进行冲洗，然后再关闭，如果还不能关严，就需在停运后拆卸修理。
结语
以上问题的预防措施均在施工中具体应用并取得良好效果，在以后的施工中还需继续总结这方面的经验，以便在施工建设阶段就为机组的安全稳定运行奠定良好的基础。
参考文献
[1]夏军.水利水电工程研究与实践[M].武汉:武汉工业大学出版社, 1998.
预防爆管 篇7
关键词：超超临界,水冷壁,超温,节流孔圈,炉膛热负荷
1 设备概述
河源电厂2×600MW锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据三菱重工业株式会社 (MHI) 提供技术支持而设计、制造的超超临界变压运行直流锅炉, 锅炉为单炉膛、Π型布置, 配低NOX主煤粉燃烧器, 分级燃烧技术和MACT型低NOX分级送风燃烧系统、反向墙式切圆燃烧方式, 锅炉水冷壁采用下部带内螺纹管的膜式水冷壁, 一次垂直上升管屏, 断面尺寸为17.67m×17.63m (宽×深) , 锅炉型号为HG-1795/26.15-YM1。锅炉以最大连续热负荷 (B-MCR) 工况为设计参数, 最大连续蒸发量为1795t/h, 过热蒸汽出口压力为26.15MPa, 出口温度为605°C;再热蒸汽出口压力为4.59MPa, 出口温度为603°C, 锅炉给水温度为293°C。
2 河源电厂水冷壁超温情况
河源电厂1、2号机组自2009年相继投产以来, 曾多次发生水冷壁超温及爆管事件, 超温点均为炉膛中部入口管, 超温范围在燃烧器及其以后区域 (NO289-NO396) , 该区域节流孔径最小, 为Φ7-8, 为热负荷最低区域。
3 水冷壁超温原因分析
3.1 给水中Fe离子析出致使节流孔板结垢堵塞
水冷壁超温爆管后, 停机检修时通过对超温水冷壁管解体发现, 节流孔板处存在异物聚集结垢现象, 使工质流通不畅, 导致水冷壁超温爆管。同时在相邻水冷壁管节流孔板处也发现有结垢, 且在水冷壁下集箱发现较多的黑色粉末, 通过分析, 该黑色粉末为磁性氧化铁 (Fe3O4) 。经过多次爆管解体检查发现水冷壁节流孔结垢有以下特征:左右墙重于前后墙;热负荷较小区域重于热负荷较大区域;节流孔径小的重于节流孔径大的。
3.2 炉内热负荷分布不均
机组负荷稳定在450MW时水冷壁温度:
结合以上数据绘图如下图1。
机组负荷稳定在600MW时水冷壁温度:
结合以上数据绘图如上图2。
通过对450MW、600MW负荷下前后左右四面墙的水冷壁管温度分析发现:锅炉各墙水冷壁壁温分布呈非对称的“M”型 (见图1、2) , 在靠近相邻燃烧器喷口附近壁温最高, 靠近本侧墙燃烧器喷口附近壁温次之, 其它区域水冷壁温相对较低。而相关研究表明, 采用墙式布置四角切圆垂直射流形式燃烧方式的锅炉炉内热负荷分布并不均匀, 热负荷分布特点与壁温分布特点极为相似。有此可见, 水冷壁壁温分布呈非对称的“M”型并非偶然, 而是由于炉内热负荷分布不均造成的。
3.3 燃烧低熔点灰分的煤种时燃烧器区域结焦导致主、再热汽温高, 减温水量大, 水煤比较正常时低, 进入水冷壁区域的给水量相应减少,
水冷壁对流换热的能力下降而导致水冷壁热超温。
3.4 下层磨运行时, 火焰中心较低, 水冷壁区域热负荷较大也会使水冷壁超温问题加重。
3.5 由于一二次风率不合适等原因使切圆不好造成的刷墙或左右两侧热偏差, 也有可能导致局部水冷壁超温。
引起水冷壁超温的原因有很多, 但导致我厂水冷壁超温的根本原因还是上述的第一、二条, 其它的都是次要因素。以上两点看似独立, 然而加以分析不难发现两者之间又能相互作用, 相互影响。热负荷的分布不均使个别水冷壁管温度长期偏高, 而有些水冷壁管温度偏低, 这种温度的差异导致了Fe离子在某些水冷壁节流孔处析出沉积, 使节流孔径减小, 孔径减小工质流动不畅, 致使局部水冷壁温度升高, 最终导致水冷壁超温爆管。
4 防止水冷壁超温的运行调整措施及建议
4.1 正常运行期间, 应使炉膛热负荷合理分配, 过热度正偏差尽量要小, 最好维持负偏差运行, 尽量保证水冷壁不超温或少超温。
4.2 尽快实现给水加氧处理, 利用给水中的溶解氧对金属的钝化作用, 使金属表面形成被一层氧化铁水合物 (FeOOH) 所覆盖的致密而稳定的保护性氧化膜, 以降低给水的铁含量, 防止流动加速腐蚀 (FAC) 的发生, 从而降低锅炉管的结垢速率。
4.3 调整易超温区域水冷壁节流孔圈大小。从以上分析中我们知道, 节流孔径越小, Fe析出越严重, 因此通过调整超温区域节流孔圈的大小, 可有效减小Fe离子析出速率, 从而达到防止水冷壁超温的目的。
4.4 如个别水冷壁超温可通过高频振打对应水冷壁的节流孔圈, 使结垢脱落, 管内工质流量恢复正常, 从而使水冷壁温回到正常值。
4.5 通过降低分离器入口过热度, 减少水冷壁吸热以降低水冷壁温度。
4.6 降低主再热汽温运行, 削弱主汽温偏差对燃水比的修正, 维持较大水煤比运行, 以达到降低水冷壁温度的目的。
4.7 尽量使火焰中心上移, 减少水冷壁区域热负荷。具体可以通过燃烧器摆角上摆、增大一次风压、维持上层磨运行、减少AA风开度等实现。
4.8 启停下层磨时尽量维持较小风量, 且要控制加减煤量速率, 下层磨运行时尽量维持较小煤量运行。
4.9 校正各台磨煤机出口一次风率, 调整二次风, 使实际切圆更加合理, 以减少锅炉热偏差。
5 结语
综上所述, 采用内螺纹垂直管圈水冷壁的超超临界机组, 由于水冷壁管通流面积较小, 且在入口加装了节流孔圈, 加之高参数运行, 致使Fe离子更容易在节流孔圈处析出沉积, 导致节流孔圈堵塞, 造成水冷壁容易超温爆管。加上墙式切圆燃烧会产生炉内热负荷的不均匀, 使水冷壁管温度也呈现不均, 加速了Fe离子的析出, 加剧了水冷壁的超温。因此建议同类机组在安全调试期间, 应针对以上情形加强化学清洗, 给水宜采用加氧处理, 且应加强燃烧调整, 最大程度的降低炉内热负荷的分配不均, 以减少正常运行后水冷壁的超温爆管事故。
参考文献
[1]曲莹军.600MW超超临界机组锅炉水冷壁壁温特性研究[J].东北电力技术, 2008 (4) .
谈锅炉爆管的问题 篇8
1 锅炉爆管的原因
锅炉爆管主要是管壁壁温过高, 在高温恶劣的条件下, 管壁材料转呈塑性变形所致。当管壁强度下降至低于管内介质的压力时, 便会发生爆管。爆管的原因有很多, 有的是由于水质控制不严, 造成管内结垢, 引起钢材过热而爆管;有的是由于司炉工操作失误, 超温超压, 超过钢材的强度, 而引起爆管;有的是由于司炉工操作不当, 造成水循环不良而引起爆管;有的是由于运行时温升 (降) 变化速率过大、管壁飞灰冲刷磨损、低温烟气腐蚀、停炉保养不当而爆管;有的是由于安装时造成机械性损伤而引起爆管;有的是由于安装时焊缝质量低劣开裂爆管;也有的是设计和制造上存在的问题, 造成锅炉汽水循环的破坏而引起爆管等等。
2 锅炉爆管原因的分析
2.1 安装中施工质量的影响
1) 在安装锅炉时, 杂物掉落在管内, 造成管内被杂物堵塞, 使水循环不良或完全破坏。2) 炉膛内脚手架搭设时不按规范要求施工, 在水冷壁管上焊接架管、型钢等材料, 有的吊装水冷壁时在鳍片上焊接吊耳, 最后拆除时用气割伤及管子造成此处水冷壁管壁厚变薄造成爆管, 或虽没有伤及管子但管子上留有未处理干净的架管, 型钢等疤痕, 造成锅炉运行时此处形成涡流磨损过度而爆管。3) 施工时焊把线的打火损伤受热面管子, 另外焊工焊接时在受热面管子上引弧损伤受热面管子。4) 管排间距调整不均匀, 形成烟气走廊, 走廊处烟气流速高管子受冲刷严重造成爆管;管外壁磨损严重, 受热面在飞灰高速冲刷下减薄甚至磨透, 造成爆管;爆管处汽水压力大, 温度高, 如果发现爆管现象较晚, 喷出的介质将会殃及周围管系。5) 施工时没有严格复查材质质量, 使用了不合格的材质。6) 有的锅炉由于锈蚀严重煮炉后对集箱未进行清理, 造成水循环不良, 引起爆管。
2.2 受热不均匀因素的影响
由于在锅炉总体布局中, 炉膛截面显得过于宽大, 因此, 烟气经过炉膛时, 距水冷壁管较近的烟气温度就比中间烟气温度低;此外, 炉膛中左右侧烟气温度也因温差而形成烟气的偏流。炉内烟气流动是按“U”形路线流动的, 这加速了烟气偏流的形成。再加上受热面管排间距调整不均匀, 这又加速了烟气偏流的形成。由于流经过热器管束的烟气气流不均, 因而温度也不均匀, 从而使过热器管内流动的蒸汽产生热偏差, 使过热器管及管壁局部过热超温。由于设计不合理, 导致受热面管子受热不匀、局部过热, 产生爆管。
2.3 过热蒸汽温度调节方式因素的影响
过热蒸汽温度调节, 运行原理上采用喷水或面式减温器, 过热蒸汽的温度调节幅度一般较小, 而且调温的反应速度很迟缓, 过热器超温后, 加大减温器的喷水量但过热蒸汽的温度不能立即降下来, 如果调节过快, 就有可能会让主蒸汽带水, 所以调节不好就会导致过热器局部过热超温爆管。
2.4 锅炉运行时负荷变化因素的影响
锅炉运行时允许在一定范围内波动, 因为生产所需的用汽量不稳定, 存在锅炉负荷不稳定因素。当锅炉负荷增加超过额定蒸发量时, 流经过热器的蒸发量也不断增加, 蒸汽流动阻力也不断增大, 过热器出口蒸汽压力则相对会降低, 从而又影响到过热器上的蒸汽压及安全阀的正常排汽;当过热器的蒸汽压力低于汽包内蒸汽压力, 汽包上安全阀就将先于过热器安全阀而开启排汽。这样, 实际流经过热器的蒸汽量将减少, 过热器将得不到充分的蒸汽来冷却。因此, 过热器管壁将受到高温烟气的冲刷, 从而管壁因过热烧坏而爆管。
2.5 运行操作不当因素的影响
1) 启炉、停炉操作方法不正确, 管子骤冷骤热, 使受热面管道经常受到冷风吹袭, 管子热胀冷缩过快或频繁, 产生破坏应力。2) 锅炉水位过低或严重缺水破坏水循环, 造成局部管壁温度过高, 鼓包变形而爆管。3) 由于给煤 (或给粉) 机故障, 加上配风操作不当, 调整不好, 使局部炉管热量集中, 或严重磨损。4) 锅炉排污不当, 使水循环不良, 造成局部管壁温度过高, 引起爆管。5) 锅炉水品质长期超标, 使管内结垢, 致使局部热阻力增大, 水循环不佳, 造成水冷壁管局部过热, 导致爆管。
2.6 燃料使用方面
由于锅炉所使用燃料与设计煤种相差甚远, 导致局部结焦, 受热面吸热不均, 进而影响受热面的水循环, 造成局部管壁温度过高, 引起爆管。
2.7 制造质量方面的问题因素的影响
新安装的锅炉, 在短期内就发生过热器爆管事故, 有的换了新管后仍然发生了爆管事故。根据对事故现场的观察和分析, 发现在过热器管的弯头中堵满了灰白色固体物质, 并同样附在管壁上。这些物质经热水浸泡可以溶解, 经化验分析, 确认是盐类物质。对汽包内部检查后发现, 有的给水汇流箱与汽包壁之间存在漏焊不严密之处。因此, 造成了汽、水短路, 使二次分离困难, 产生蒸汽带水进入过热器内, 水滴中的盐分便逐渐沉淀下来而结垢, 最后导致管子堵塞, 降低传热效果, 造成管子过热烧坏而爆管。
3 预防爆管的措施
3.1 设计和制造方面
1) 降低进入过热器处的烟速, 使烟气流通截面增大。2) 在适当地方多设几处热电耦测温点, 掌握锅炉各种运行状况下的实际温度和过热点, 以利锅炉的热力和强度计算, 正确选定计算壁温和材料。3) 合理布置炉膛受热面, 避免吸热不均、烟气流速不均的现象出现。4) 加强制造厂出厂前的监督检查, 确保制造质量, 避免制造质量对锅炉的影响。
3.2 安装方面
1) 严格按照设计图纸所规定的技术要求进行安装, 特别要重视严密性的技术要求, 要严格检查, 防止出现汽水分离器和给水汇流箱短路, 让蒸汽带水进入过热器。2) 对受热面管子必须按规范要求的规定进行通球试验。同时应做好通球后的封闭保管工作, 确保杂物不得进入受热面管子内。3) 按要求严格复查材质质量, 不合格者不得使用。4) 施工中严禁将杂物掉入管内, 破坏正常的汽水循环。5) 煮炉后应对集箱进行认真清理, 避免造成水循环不良, 引起爆管。6) 安全阀的整定应符合规范要求, 保证过热器上的安全阀动作先于汽包上的安全阀, 避免过热器超温。7) 施工时应注意焊把线打火损伤受热面管子, 严禁焊工焊接时在受热面管子上引弧施焊损伤受热面管子。另外, 施工前还应做好技术交底工作。
3.3 运行操作方面