【摘要】本文根据在1号机组C级检修期间发现的低温过热器磨损、吹损情况，分析原因，并从运行角度提出部分解决方法。
【关键词】低温过热器； 管材工艺； 运行工况
1 引言
低温过热器管子磨损超标、爆管泄露在燃煤锅炉中是比较常见的锅炉受热面重大缺陷。本次1号机组C级检修运行部抽调专人进行1号炉低温过热器防磨防爆排查工作。摸排检查期间对低温过热器所有管排统一编号，利用倒链等专业检修工具将管排间拉出检修空间，对轻微磨损的部位加装防磨瓦，磨损严重的部位经测厚仪测厚确认超标后进行更换。摸排检查工作历时1个月，低温过热器换管（包括直管弯管）共计335根，可见1号炉低过管排磨损相当严重。
2设备概况
我公司锅炉是由东锅生产的亚临界一次中间再热汽包炉,单炉膛П型全钢架悬吊露天布置，固态排渣。低温过热器位于后竖井的后烟道内，分为水平段和垂直段，管子规格?57×6，材质有SA-210C、15 CrMoG，采用5根管绕制，沿烟道宽度方向布置98排，S1＝130，S2＝114，顺列逆流布置，水平段共分成四个管组，每组间留有一定的检修空间。下一组水平段材料为SA-210C，二、三、四组水平段材料为15 CrMoG，低过水平段通过固定块保证管子的纵向节距。低过水平段的载荷由省煤器吊承受。低过出口垂直段沿烟道宽度98排，S1＝130，S2＝114。低过垂直段的为15CrMoG。低过垂直段通过带状管夹保证管子的纵向节距。为保证传热,低过两侧安装有吹灰器,便于及时清理积灰。
3 低温过热器磨损原因
低温过热器磨损的原因，可从管材工艺性能和运行工况两方面进行分析。
3.1低温过热器管材工艺性能
我厂锅炉额定参数为17.5MPa、541/541℃额定负荷下低温过热器的出口温度为396℃,按照规定，对过热器管的材料要求,“具有足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性,并在高温、长期运行过程中,具有相对稳定的组织和性能。对于合金钢管,在整个使用期内,外径蠕变变形量不应大于2.5%;对于碳素钢管,不应大于3.5%;具有高的抗氧化性能,所用材料应属1级完全抗氧化性材料,具有良好的冷、热加工工艺性能和焊接性能”。
我公司低温过热器使用的钢材SA-210A和15CrMo,SA-210A钢是低碳钢,该钢具有良好的工艺性能,在530℃以下具有满意的抗氧化性能,但在470~480℃高温下长期运行过程中,会发生珠光体球化和石墨化。而15CrMoG钢是低合金钢,其冷加工性能和焊接性能良好,无石墨化倾向。在520℃以下,具有较高的持久强度和良好的抗氧化性能,但超过550℃以后,蠕变极限将显著降低。长期在500℃~550℃运行,会发生珠光体球化,使强度下降。从钢材情况分析可见低过所使用材质是符合《火力发电厂金属材料选用导则》规定，满足生产要求，但不排除材质老化以及焊接质量不良的原因。
特别说明的是为保证检修效果，同时保留一定的磨损裕量，避免供热期间机组发生非停，本次检修特别规定低过二、三、四组（材料为15 CrMoG）磨损超过15%即壁厚小于5.1mm最下一组（材料为SA-210C）磨损超过20%，即壁厚小于4.8mm，对管子进行更换。
3.2低温过热器的运行工况
低温过热器布置于后竖井的后烟道内，主要利用尾部烟气的余热,提高锅炉的热效率。
从运行工况方面分析可能的原因
3.2.1飞灰磨损
对于燃煤锅炉来说，由于大量的灰粒流经尾部受热面，因此，这些受热面的磨损几乎是不可避免的。特别在尾部受热面中的省煤器、低温再热器和低温过热器等更容易遭受此类磨损。摸排检查期间发现每组边排管磨损尤为严重，尤其是第三组98排，第四组98排共计换管23根，主要原因为烟气通过边排时容易形成烟气走廊，部分管排错位导致间隙变小，也会形成烟气走廊，也会加剧管道面磨损。
据实验结果表明，磨损与烟气流速的3.22次方成正比。影响飞灰磨损的主要因素有：烟气流速、烟气携带的灰粒的浓度及其平均直径、灰粒的物理化学性质、管子材料的性能、管壁金属温度、烟气冲刷管束的角度、管束的排列方式等。运行调整中有可能加剧飞灰磨损的情况有：
（1）因1号炉多一组再热器，运行调整中为避免再热汽温超温，节流低再挡板，使得低过侧烟气量增大加剧磨损程度
（2）运行调整中送风量大风速大，烟气流速加快导致管壁磨损
（3）燃煤发热量偏低灰分偏高，飞灰颗粒物大造成管壁减薄
（4）过热器管壁长期超温运行
（5）化学监督不严，蒸汽品质不合格，过热器管内结垢，引起管壁超温。
（6）启动过程中升压升温速度过快
（7）使用减温器操作不当造成水塞引起局部过热，或交变应力引起。
（8）操作不当，锅炉超压运行
3.2.2 机械磨损
低温过热器管排间有管夹、支吊卡等附件，在锅炉运行的过程中，由于烟气的流动，使受热面管子或管排发生共振，或者因为附件的损坏，使本来不相接触的管子与管子或管子与附件发生磨擦，从而使管子受到机械磨损。
3.2.3吹灰器使用不当造成管壁磨损
蒸汽吹灰器造成的吹损是一个复合作用的过程，除了吹灰蒸汽带水对低温再热器管壁存在一定损伤之外，蒸汽的吹扫主要加快了飞灰磨损的进程，次要加快了机械磨损的进程。摸排中发现吹灰器区域的管排，悬吊管两侧的支吊卡固定的部分，有不同程度的减薄现象。现原有的蒸汽吹灰器已全部停运，加装堵板，全部改为声波吹灰器，低过区域共布置12台，左右侧各6台。 声波吹灰是通过声波发生器将压缩空气调制成声波，声波在炉内空间传播，声波循环往复地作用在受热面管的积灰上，对灰粒之间及灰粒和管壁之间的结合力起到减弱和破坏的作用。在声波持续振动、反复作用下，灰粒之间及灰粒和管壁之间的结合力必然会减弱，当它减弱到一定程度之后，由于灰粒本身的重量或烟气的冲刷力，灰粒会掉下来或被烟气带走，从而达到清灰的目的。
4 预防措施
根据低温过热器磨损原因的分析，采取以下预防措施：
（1）按规定进行每日受热面吹灰，防止过热器积灰超温。
（2）合理调整燃烧，控制汽温及烟温在正常范围内
（3）合理调整炉内配风、燃烧器配置及摆角，减少过热器两侧热偏差，减少漏风量，保持合适的火焰中心高度，防止过热器管壁超温。
（4）严格控制煤粉细度，保持合适的锅炉风量，避免氧量过大
（5）保证锅炉水质的合格，防止过热器管内结垢。
（6）运行调整中应尽量开大低再侧挡板，避免节流，密切监视过热器的运行情况，如发现异常应及时调节和处理
（7）机组检修期间对磨损严重的管道进行更换,对跑排严重、错位的管排进行矫正，检查蛇形管排弯头部位防磨瓦是否有变形、脱落、错位等，检查直管段防磨瓦安装到位情况，是否变形、脱落、错位、翻转。
5总结
本文对低温过热器出现的磨损问题进行了大致的论述，根据其磨损原因从运行角度归纳了一些预防措施。首先要合理调整燃烧，严格控制煤粉细度，按规定进行吹灰，尽可能减小低温过热器的磨损。
参考文献
（1）《2×330MW机组集控规程主机部分》国电榆次热电有限公司.2018
（2）DL/T 715-2015《火力发电厂金属材料选用导则》
（3）叶江明编《电厂锅炉原理及设备》.中国电力出版社.2017