电厂锅炉爆管的原因及处理方法分析

发表时间:2020/11/30   来源:《科学与技术》2020年第21期   作者:陈江
[导读] 在锅炉正常运行过程中,会受到水质标准、机械损伤、管材质量等原因导致锅炉爆管现象,从而引发安全事故。其中锅炉爆管导致的发电机组非停占比70%,

        陈江
        四川广安发电有限责任公司 四川 广安  638000

        摘要:在锅炉正常运行过程中,会受到水质标准、机械损伤、管材质量等原因导致锅炉爆管现象,从而引发安全事故。其中锅炉爆管导致的发电机组非停占比70%,这严重影响了锅炉的工作质量,也对电厂运行造成巨大损失,因此需要相关人员加强对电厂锅炉爆管原因的处理力度,极大程度上避免爆管的发生,提高发电机组整体的运行效率,为电厂提供重要保障。
        关键词:电厂锅炉;爆管;原因;处理方法
        一、电厂施工建设中锅炉爆管和泄漏的部位及原因分析
1、水冷壁管泄漏
1.1磨损
        水冷壁管磨损主要发生在一次风喷口周围,是由风粉流冲刷和吹灰器吹扫时冲刷等引发的磨损。在一次风喷口周围水冷壁管发生磨损时,主要是喷燃器安装角度不恰当、设计切圆过大、喷嘴在运行中烧坏变形以及稳燃设施布置不当等,使煤粉气流冲刷水冷壁管,引起管壁磨损变薄,以至泄漏。
1.2腐蚀
        第一,水冷壁管外壁高温腐蚀。水冷壁外壁高温腐蚀通常发生在高温高压锅炉热负荷高的区域,即喷燃器附近。第二,水冷壁管内壁腐蚀。当水冷壁管内有沉积物(垢或水渣)时,在这些沉积物下面会引起水冷壁腐蚀,这种腐蚀称为酸、碱腐蚀。这是因为炉水中的酸性、碱性盐类破坏了金属保护膜的缘故。
1.3膨胀受阻
        水冷壁因膨胀受阻而拉裂的现象时有发生,拉裂部位通常在炉膛四角和喷燃器附近,多数是由于大滑板与水冷壁膨胀不一致,经多次启停炉后,就从焊点处拉裂泄漏。另外,膜式水冷壁锅炉两侧水冷壁与水平烟道过热器管排交接处密封板也是水冷壁膨胀受阻的部位。
2、省煤器泄漏
2.1省煤器磨损机理
        由于流过锅炉受热面的烟气具有一定的速度,在烟气中又含有形状不规则的固体颗粒,这些颗粒流经受热面时,就会对受热面产生撞击和磨擦。磨损主要是由于灰粒对管壁撞击和磨削引起,磨损之所以多发生在冲击角为30°~50°的部位,那是由于烟气速度、飞灰浓度、粒度随时都在变化的结果。
2.2省煤器易磨损的部位
        省煤器的磨损,主要表现为局部磨损和均匀磨损两个方面,尤其是局部磨损易引起省煤器漏泄,其位置多发生在省煤器左右两组的中部弯头、靠近前后墻的几排管子、错列省煤器顺烟气流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨损措施不当易引起其附近管子磨损的部位等。
3、过热器、再热器暴漏
3.1超温
在过热器临时检修中,超温爆管占的次数最多,超温的原因主要是烟气侧温度高、工质侧流速低和管材的耐热度不够。
3.2磨损
过热器、再热器的磨损主要是飞灰冲刷磨损,通常发生在烟气走廊、烟气流速突变的局部位置附近,如蛇形管排的弯头及穿墙管部位,特别是卡子附近更容易发生局部冲刷磨损。
3.3腐蚀
过热器和再热器的高温腐蚀,主要发生在高温对流过热器和再热器出口部位的蛇形管上。高温腐蚀是由燃料中的硫和灰分中的碱金属(钠、钾)引起的。在此条件下,碱金属的硫酸盐、氧化铁(包括管壁的氧化铁保护层)与三氧化硫形成复盐Na3Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3。这种盐熔点很低,在580~590℃就会熔化流走,从而破坏了氧化铁保护层,使管子受到腐蚀。
二、电厂锅炉爆管的原因及处理方法
        1、做好爆管预防工作
        1.1加强检查力度
        对于电厂锅炉爆管的焊接质量、磨损程度、腐蚀等原因主要是由于爆管预防工作不到位,因此为了妥善解决这一问题,最为关键的就是做好爆管预防工作。对于焊接质量的处理办法主要在焊接安装和检验过程做好全面监控,对可能产生问题的部分做好预防方案,必要时可通过无损检测方法或者气密水压试验对焊接质量加以检查。在电厂锅炉的日常检查中可以及时发觉炉管泄露问题并进行故障排除,降低爆管的可能性。巡检人员也可以利用程序控制设备运行的稳定性,采用超声波检漏技术对锅炉泄露噪音进行捕捉,对比背景噪音快速定位,及时对泄漏位置进行维修。


        1.2重视维护检修
        对于磨损原因的处理办法可以在维修期内设立独立的防磨小组,全面检查四管状态。同时,需要维修人员对易发生磨损部位进行壁厚测量,对于存在问题的管子加以更换,并积极与设计厂家保持联系,对技术工艺进行改造,防止形成烟气走廊。
        1.3强化管道影响
        对于锅炉的排污管及直径较小的锅炉管路也会因为焊接、腐蚀等原因造成炉管泄露问题,所以应当选择耐腐蚀性较强的材料甚至可采用不锈钢,防止发生腐蚀。同时,需要操作人员在焊接作业时严格控制焊接质量,尽量减少泄漏点的出现。在实际运行过程中如若发现泄露可及时采取注胶等方式加以临时补救,一般也常用带压堵漏的方法,毕竟这种方法优势较强,并不影响设备的正常运行,对于外观也不会造成破坏。另外,在临时进行补救措施时要严格做好记录,以便停机状态检修时能够准确的进行修复。
        2、优化炉管过热现象
        对于过热原因造成的电厂锅炉爆管,需严格优化过热现象。
        以2017年内蒙古某电厂的锅炉爆管事故为例,它的主要原因是运行总煤量负荷未得到及时调整,造成主蒸汽流量迅速从180t/h降低至107.8t/h,导致屏式过热器气温超过标温,从而产生高温过热区域形成灰焦,对此需要采取以下优化措施:(1)避免受热面超温或者温度骤变;(2)加强对锅炉用煤总量的控制;(3)待停炉后需要及时处理结焦,以免形成烟气走廊;(4)确认过锅炉受热面爆管后,需要及时停炉,防止出现新的事故;(5)禁止向锅炉内喷射氨水;(6)需定期校正过热器壁温测点;(7)在高温过热器进出口增设烟温压力测点,并对其采取对应措施;(8)低氨燃烧器经过改造后,可降低火焰中心削弱对炉膛出口烟温的影响,进一步降低结焦概率;(9)根据现场实际情况对高温过热器磨损较重区域加装防护板,避免烟气冲刷受热面。
        3、严格检修锅炉部件
        3.1处理炉管爆破
        以蒸汽锅炉爆管为例,处理炉管爆破的方法如下:(1)炉管轻微破裂时,若水位尚能维持原有工作,可短时间减轻负荷运行,待备用锅炉生火后在进行停炉处理;(2)若炉管破裂较重,已无法维持原有水位和汽压时需要立即停炉;(3)若是数台锅炉共同供汽,需要将故障锅炉与蒸汽母管进行隔断处理。
        3.2处理过热器管爆破
        一般而言,过热器管的轻微破损并不能在短期内对工程建设带来影响,所以需要充分利用这一优势快速运行备用锅炉,并对受损过热器管进行及时检修。
        3.3处理空气预热管
        若空气预热管损伤不大可立即启用旁路烟道,关闭烟道挡板;若损伤较为严重需进行紧急停炉处理;在锅炉有隔绝故障设备功能时,排烟温度应不超过规定,否则需降低负荷运行。
        3.4处理省煤器管爆破
        省煤器分为沸腾式省煤器与非沸腾式省煤器。对于前者,若能勉强维持原有正常水位,那么可以加大供水量,并且关闭所有出水阀门和再循环管阀门,以保持短期运行,若已然不能维持原有工作状态,则需紧急停炉。而非沸腾式省煤器,需要开启烟道隔板和旁路水管阀门。
        结束语
综上所述,防治锅炉四管暴漏工作是一个复杂的系统工程,需要在统一要求下,根据具体情况,不断完善制度、标准、规程体系,不断深入地开展工作。在重视人员培训和交流协作的同时,重视运行的规范操作和精确控制,做规范细致的防磨防爆检查工作,重视设备的更新改造,重视问题和事故的深入分析和落实整改,只有这样,才能保证设备的健康状况,将锅炉四管泄漏问题降低到最低水平。
参考文献
[1]张银川.浅析电厂施工建设中预防锅炉爆管和泄漏的措施[J].交流园地,2011,27(214):115-123.
[2]孙立伟.电厂锅炉冷水壁渗漏的故障检修与排除[J].电力设备技术信息,2011,8(2):44-47.
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