1000MW机组锅炉受热面泄漏原因分析及相关预防措施

发表时间:2020/12/4   来源:《科学与技术》2020年28卷21期   作者:魏 岑
[导读] 炉膛受热面安全直接关系到机组的安全经济运行,具有重要的社会效应与经济效应
        魏 岑
        (国电谏壁发电厂,江苏 镇江 212006)
        摘要:炉膛受热面安全直接关系到机组的安全经济运行,具有重要的社会效应与经济效应。锅炉受热面发生泄漏严重威胁机组及人员安全,本文通过分析引起锅炉受热面泄漏的原因,同时结合某厂1000MW机组实际运行经验提出有针对性的预防措施。

        关键词: 锅炉受热面  泄漏  锅炉腐蚀
   
一、1000MW机组锅炉受热面组成
        某厂1000MW机组采用上海锅炉厂引进Alstom-Power
Boiler Cmbh公司技术制造的塔式锅炉,锅炉为超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次再热、切圆燃烧方式、塔式锅炉。
        锅炉一次系统依次经过:省煤器-下降管-水冷壁进口联箱-冷灰斗-螺旋水冷壁-水冷壁中间联箱-垂直水冷壁-水冷壁出口联箱-汽水分离器-一级过热器-二级过热器-三级过热器。
        锅炉二次系统依次经过:冷再管-一级再热器-二级再热器。
        锅炉运行中,与锅炉受热面相关的设备主要包括过热器减温水、再热器减温水、炉本体吹灰器(96根长吹、64根短吹)、燃烧器。
        
二、引起锅炉受热面泄露的原因
        锅炉受热面包括水冷壁、冷灰斗、再热器、过热器、省煤器及相应的联箱。运行中,能够造成受热面泄漏的原因很多,与锅炉设计水平、材料质量等级、施工质量、锅炉结构、运行维护水平等很多方面都有关系,现结合某厂1000MW锅炉特点,总结为以下几类可能造成受热面泄漏的原因:
        
1、锅炉受热面的腐蚀导致材料结构强度下降
        由于需要保证经济效益,部分时候入炉煤的硫含量较高,同时处于控制出口烟气NOx浓度的目的,锅炉采用低氮燃烧技术,下部往往是缺氧燃烧,煤中含有的硫元素并不能充分燃烧,使得水冷壁下发生硫化反应,进而造成水冷壁的高温腐蚀降低水冷壁管壁厚度。

        2、锅炉结焦导致锅炉受热面爆管泄漏
        由于结焦会引起过热汽温升高,并导致过热汽温、再热汽温减温水开大,从而引起过热器、再热器超温,进而招致汽水管爆破;同时由于结焦往往是不均匀的,因而水冷壁结渣会对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响。结焦若熔合成大块时,因重力从上部落下,容易砸坏冷灰斗水冷壁,导致水冷壁泄漏。
        
        3、氧化皮脱落导致锅炉受热面爆管泄漏
        由于机组酸洗不充分或运行维护过程中管壁经常超温,导致氧化皮脱落,堵塞受热面管道,从而造成部分受热面管道流量减少,管壁超温导致损坏。
        
        4、安装焊接工艺不良
        由于受热面管子工作环境恶劣,结构强度要求很高。如果安装、焊接不良会导致管子的结构强度下降,特别是联箱处大量管子汇集,如果出现焊接不良难以发现。锅炉长时间运行,金属疲劳,薄弱环节处极易造成泄漏。
        
        5、吹灰系统对受热面的影响
        吹灰系统是保证锅炉受热面光洁、清除结焦的重要手段, 吹灰系统的蒸汽直接作用在锅炉各受热面上,如吹灰器出现异常泄漏导致其对着受热面的一部分吹极易造成受热面的损坏。同时,过高的吹灰压力也会提高受热面的磨损,降低其使用寿命,同时也易造成受热面的泄漏。


        
        6、燃烧调整不当导致火焰偏斜
        本锅炉采用四角切圆的燃烧方式,如火焰发生偏斜,极易造成炉膛四周热负荷不均匀,严重时造成水冷壁管被煤粉冲刷磨损,从而降低水冷壁管壁厚度,易引起泄漏。
        
        7、其它原因
        锅炉由于使用时间长,管壁在高温烟气烟灰的冲刷下减薄严重,因而不能承受锅炉内压而爆管,检修时如更换不彻底容易形成系统薄弱环节。锅炉停炉检修时,由于检修人员不小心,遗留了小型工具、铁块以及其它异物在锅内,当锅炉运行后,锅内汽水翻腾,将这些杂物带进管内卡住,导致水循环破坏而爆管。
        
三、预防锅炉泄漏的措施
        某厂机组多次发生过锅炉受热面泄漏事故,过热器再热器均出现过不同程度的泄露情况。遂结合实际运行情况分析出以下几条预防措施:
        1、提高安装、焊接工艺,
        本机组曾经多次出现过管道的接口处发生泄漏的现象,特别是一次系统联箱内的管道接口,此类部位工质压力高、接头多,所以建议机组停机期间应重点对此类区域进行排查,发现异常及时处理。对于壁厚不够的管道及时更换,并对更换管壁的地点加强检查,防止出现焊接质量问题影响机组正常运行。检修结束后,对工器具及耗材进行检查防止遗留在炉膛内。
        
        2、合理吹灰
        避免较高的吹灰压力(目前炉本体吹灰压力控制在1.1Mpa),同时每班同一根吹灰器避免多次吹灰。投用吹灰暖管时加强检查,如发现吹灰器角阀损坏及时降低吹灰器压力,并立即将吹灰器退出运行并隔离,防止漏出的蒸汽其对炉膛同一受热面造成长时间的连续冲刷。当结焦较严重时,应当适当增加吹灰次数的同时应避免同一受热面连续吹灰,防止出现同一受热面持续受力磨损。
        
        3、合理调整燃烧状况
机组正常运行调整时,尽量避免管壁超温。当煤种灰熔点较低时,
要合理配风适当提高氧量配合合理吹灰,防止受热面结焦。对于硫份高的煤种,可适当改变各台磨煤机出力,将硫含量控制在一定范围内,防止炉膛内硫化物浓度过高加速受热面腐蚀。通过调整保证炉膛火焰中心稳定,通过两侧烟温及受热面壁温及减温水量及时分析判断火焰中心是否出现偏斜,如出现偏斜及时调整,防止水冷壁受热不均。

        4、对部分受热面改用声波式吹灰器
        由于蒸汽式吹灰器对锅炉受热面管壁的磨损不可避免,但对锅炉受热面的吹灰是必要的,所以对部分满足条件的受热面采用声波式吹灰器,既可减少对锅炉受热面的磨损,也可保证受热面的清洁。
        
        5、防止氧化皮脱落
        运行过程中应当避免大的负荷波动,控制温升温降速率在规定范围内,控制各受热面管壁不超温,发现锅炉出口气温变化较大时,应认真分析原因,查找故障源头,根据原因采用相应的措施调整。调整过程中应避免气温的大幅变化和超温。
        
        6、保证给水品质合格
        应严格控制锅炉给水中氧含量及其它杂质含量,尽量减少给水中的铁含量,防止出现因给水品质长期超标,使管内结垢管壁结垢后,传热效果不好,管壁得不到很好的冷却,造成管壁温度升高而过热胀粗爆管。
        
四、结束语
        对电厂锅炉进行维修养护的过程中,一定要注意锅炉各受热面
是否存在泄漏问题。电厂锅炉受热面的泄漏不单单会阻碍锅炉的运转,还会降低电厂的经济效益。所以,相关工作人员要对电厂锅炉的运转情况做一个详尽的了解,在定期对电厂锅炉进行修护的同时,还要提升自己的维护调整水平,只有这样,才能更好的解决电厂锅炉泄漏问题,降低电厂锅炉泄漏事故的发生概率,使电厂设备的工作效率稳步提高。



参考文献:
[1] 王煜伟. 1000MW超超临界机组运行培训教材(锅炉分册)
[2] 马伯生.水冷壁泄露分析及改进措施[J].天津:电力安全技术,2004.
[3] 米辉.水冷壁泄露原因分析及处理[J].广东:华电技术,2009.
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