锅炉减温器故障成因及解决措施

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:李军1 顾江2
[导读] 摘要:锅炉主要组成部分就是减温器,减温器性能直接影响到锅炉运行安全性与可靠性。
        (1.济南市市场管理局  山东济南  250101;1.济南市特种设备检验研究院  山东济南  2500132.山东双隆电站设备制造有限公司(济南分公司) 山东济南  250000)
        摘要:锅炉主要组成部分就是减温器,减温器性能直接影响到锅炉运行安全性与可靠性。锅炉减温器受到各类因素影响,造成应用时减温器出现故障,影响到锅炉安全运行。文中以锅炉减温器故障为着手点,分析做好减温器故障预防措施。
        关键词:减温器;故障成因;解决措施
        电厂锅炉中所运用到的最核心设置是减温器,减温器的配置可以为锅炉提供与需求相符合的蒸汽,从而确保汽轮机的正常运行,但由于锅炉减温器在生产及应用的过程中会有较多不明确因素对其造成影响,需要采取相应的解决措施。
        1、电厂锅炉减温器的基础结构及工作原理
        在电厂的锅炉体系中,减温器安装于高温及低温两种过热器之间,减温器的功能是对蒸汽的温度进行适当的调节。一部分大型电厂锅炉也会运用三级或者二级形式的减温。减温器主要分为面式和喷水式两种。通常来讲,面式减温器所具有的结构与换热器基本相似(在其壳体之中设置了较多蛇形管,冷却水经过管壁与管外的蒸汽来实施换热处理,最终使蒸汽的温度得以降低)。面式减温器所具有的优势主要为:水蒸气不需要与水进行直接接触,对水质没有较高的要求。面式减温器所具有的不足主要有:①结构较为繁琐。②受热范围较大。③温度的调节存在延迟性。该减温器大多应用于低压及中压锅炉中。
        喷水减温器主要是利用喷嘴将减温水进行相应的处理,将过热蒸汽进行直接喷入之后,通过与蒸汽进行充分混合来提高温度,使过热蒸汽的温度得以降低,最终实现调节过热蒸汽温度的目的。这种减温器主要存在以下几种特点:一是构造较为简单;二是温度的调整幅度较大;三是温度的调节较为灵敏;四是具有较强的自动化。该减温器被广泛运用在锅炉之中。但是由于减温水是直接喷到热蒸汽之中的,因此水质必须高。随着锅炉水质的处理能力不断提升,其所运用到的水也基本可以满足实际需求,因此,大多数电厂的锅炉都采取了喷水减温器。喷水减温器的构造主要有3种,分别为单喷头式、多孔式及水室式。在对锅炉减温器进行详细检查时,通过运用内窥镜可以发现,该减温器内部套筒的前端及上内壁的表面都出现了裂纹,而裂纹所处的部位位于减温器喷头的上端。单喷头与热蒸汽的流通方向的布置设定为逆向,但是这种形式可以推动蒸汽与减温水的充分混合,从而确保温度得到极大降低。
        2、锅炉减温器出现故障的原因
        锅炉减温器的作业环境差,在对其进行应用时,经常会由于外界因素因影响,出现各种故障。某锅炉在实际运行期间额定蒸发量为105t/h,其运行的工作压力大小为的3.95MPa,锅炉投入运行不到8个月,由于减温器出现了多次故障,这导致内部构件发生了脱落现象,这一情况的出现,导致蒸汽引出管口发生了堵塞,这会引起高温过热器超过爆炸事故,下面针对减温器在应用期间的失效原因进行分析。
        2.1内部构件结构不合理
        在冷水管之间的小支撑板进行焊接,在小支撑板与冷水管形成一个刚性结构,小支撑板会受水管膨胀限制,同时,进水管也会影响小支撑板限制,进入水管在具体应用期间,受冷热温差不同,这也会引起膨胀差,这种由于温度差原因引起的膨胀无法被螺旋管转化、吸收,因此,会全部作用在小支撑板上,此外,锅炉运行期间,锅炉中的进出水管会发生激烈振动,小支撑板通过点焊方式连接的,焊接质量差,在外力影响下,小支撑件在应用期间会出现焊缝、弯曲变形等各种不同类的问题,最终会发生脱落,引起严重问题。从作业人员对锅炉运行现场的整体情况来看,正是因为小支撑板在应用期间发生了脱落,这使蒸汽引出管管口发生了堵塞,高温过热器管内蒸汽流量会不断减少,进而会引起超温保管问题,会引发安全事故。
        2.2冷缺水温度偏低
        通过对现场情况进行详细的观察和分析可以发现,进出冷水管内得遭受到了严重腐蚀,螺旋管穿孔内还存在大量红褐色腐蚀物,这都是氧化腐蚀引起的。对冷却水进行加热,水温升高后,溶解在水中的氧气会逸出,若冷水量小,要对汽水混合物的流速进行控制,一般来说,要将流速控制在0.4m/s以内,这会使水平管内发生汽水分层情况,水管管段内会聚集大量氧气,而旋转管壁与其他部位部件相比,该部位更薄,这会使出口水平管端多处都因为腐蚀原因而出现了穿孔情况。

锅炉运行过程中,若冷却水处发生了汽化现象,要降低温度,进入减温器内的冷却水的温度远低于设计温度,这也就扩大了冷热介质之间的温度差,扩大的温差应力,加快了对旋转管和冷水管的破坏。
        3、保证锅炉减温器合理运行的合理建议
        3.1全面检测检验减温器
        为了避免芯管在应用期间发生泄漏,出现陡然冷却减温器内壁,这会在结构上出现热疲劳裂纹,针对减温器筒体内的具体外观情况进行全面检查,对内壁和出管孔内区域,尤其是芯管泄漏所对应的各个部位,采用超声波和窥镜方式完成相应的检测作业,对外部接管角的焊缝进行了全面渗透检测,通过检测并未发现减温器筒体出现开裂现象。
        3.2及时进行爆管高温过热器更换
        锅炉在运行期间,过热器爆管是因为小支撑板堵塞管孔造成的,对其余过热器的情况进行检查,未发生超温过热情况,针对爆管中采用的9组过热器进行更换,利用氩弧焊完成相应的焊接作业,完成焊接作业后,要对焊接处的情况进行全面检测,经过检测,确定焊接质量能够达到相应的要求标准后,才能投入使用,若发现焊接没有达到相应要求标准,要及时进行重新焊接。
        3.3做好减温器处理
        对减温器的处理,应当从更换减温器芯管和降低减温器容量两个方面入手。对于损坏严重的减温器芯管,要更换所有芯管,重新进行制造安装。工作人员对锅炉厂的具体情况进行全面分析,依据分析结果的,对锅炉厂进行了适当调整。
        3.4开展水压试验
        完成修理作业后,要对锅炉以及锅炉中采用的减温器进行水压试验,通过试验完成相应的检验,通过检验,并未发现出现泄漏现象,这一检验结果表明,经过改造后的锅炉减温器能够满足应用需求,提高了锅炉的性能,使其可以满足生产需求。
        3.5定期检查
        每年定期对锅炉中的减温器的性能情况进行检查,定期检查主要集中在抽芯外观检查,以及冷却水管系统水压试验。实际检查期间,主要对内部构件在应用期间的完好情况,以及是否出现了磨损、裂纹等各种情况进行明确,及时发现问题,并且采取相应措施对问题进行处理。
        3.6调整冷却水的进口温度
        为了保证锅炉中采用的除氧器能够正常应用,要适当提高冷却水进口温度,适当降低一定量过热蒸汽的焓,适当提高冷却水流量,对冷却水的出口温度进行适当调整,降低温度,进而避免锅炉在运行期间,冷却水温度过高,而发生汽化现象。
        3.7最小冷却水量
        在锅炉实际运行期间,要确保最小冷却流水量,对锅炉运行中的冷却水的具体温度进行动态监控,为了实现相应的控制,要依据锅炉的具体运行情况,增加冷却水温度监控措施,也要安装相应的报警装置,进而避免锅炉在运行期间由于冷却水流量过小引起汽化疲劳损坏问题。
        4、结语
        减温器是锅炉中的一项重要结构,其性能会对锅炉的性能应用造成直接影响。锅炉中采用减温器,其性能会受外界因素影响,而出现故障。因此,相关工作人员要对锅炉减温器在应用期间出现的故障原因进行分析,依据分析结果,提出确保锅炉减温器稳定运行的合理措施,从而确保生产作业的顺利进行。
        参考文献
        [1]赵志润,唐忠凤.某锅炉减温器故障引发的事故原因分析及处理[J].云南科技管理,2015,28(03):74-76.
        [2]杜晓吉,李壮壮.燃气锅炉减温器筒体裂纹原因分析及处理方案[J].设备管理与维修,2015(S1):74-75.
        [3]杨点中,胡洁梓,陈小林.火电厂锅炉减温器缺陷分析及预防[J].浙江电力,2014,33(02):46-48.
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