影响锅炉过热器、再热器运行可靠性因素分析

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1、影响锅炉过热器、再热器运行可靠性因素分析主控二戊张炬1问题概述现代大型火力发电厂为提高能源利用率，单机容量越来越大，不断向高参数发展，但是由于受钢材承压耐温能力的限制，蒸汽参数基木都维持在确保受热面金属安全运行的临界范围之内。过热器、再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，保证其运行的可靠性对机组安全运行有着非常重要的作用。我厂锅炉运行至今已发生过几起高温受热面泄露事故，如何防止锅炉爆管是我们运行调整的重要项0。本文对影响过热器、再热器运行可靠性分析如下。根据美国电力研究院对锅炉爆管机理的分类，见下表1。裒1

2、锅炉爆管机瑷分类类别爆赞机理应力断裂水侧腐蚀姻气侧腐蚀廨损疲劳质谊缺陷短期过热、离a格变、异种钢嬋接苟性腐蚀、氯损伤、孔蚀、应力麻蚀裂纹低溢腐蚀、水冷噔腐蚀、煤灰腐蚀、油灰腐蚀飞灰磨损、落渣磨损、吹灰磨损、煤粒磨损振动疲劳、热疲劳、膺蚀疲劳维修损伤、化学偏离、材料缺陷、焊接缺陷我们知道金属管壁超温、飞灰磨损、管外管内腐蚀、结构设计不周和检修质量不良等都会造成过热器、再热器故障爆管，从而使其可靠性降低。爆管往往是由多种因素井同引起的，锅炉不同部位的受热面，由于受热条件不同，发生爆管的主耍原因也不同。2原因分析1）金属管壁超温

3、过热器、再热器是锅炉承压受热面屮工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象较多发生。当金属温度超过允许极限温度，内部组织发生变化，许用应力降低，在管内压力下产生塑性变形，最后导致爆管。爆管是锅炉发生较多的运行事故，主要就是部分管子长期超温所致。导致金属管壁超温因素：•运行调整不当燃烧组织不好，火焰屮心上移引起炉膛出门温度超过设计值，对流受热面吸热增强，使过热器和再热器超温。如果减温水系统故障，高负荷情况下可能造成短时超温；或者减温水流量不足、自动调节失灵，不能及时跟踪蒸汽温度变化等，也会造成过热器

4、短期超温。•设计上的缺陷引起超温的因素如果炉膛高度设计偏低，火焰屮心偏斜，受热面选材裕度不够或错用材料，水动力工况差，蒸汽质量流速偏低和受热面结构不合理等因素都会造成超温或存在较大热偏差，出现局部超温。热偏差主耍指蒸汽侧和烟汽侧热偏差。烟汽侧热负荷不均造成热偏差的主要原因为前后墙对冲燃烧方式引起的烟速和烟温偏差和两侧风量不均引起的燃烧率不平衡热偏差，以及各只燃烧器热负荷不同引起的偏差。蒸汽侧屏间流量偏差则存在于各种集箱布置系统，如采用三通结构将导汽管引入过热器、再热器进U集箱，在集箱三通区域形成涡流，导致该区域的管屏流量偏

5、低，从而造成流量偏差。同屏受热面热偏差是由于内外圈管子的长度不同，形成同屏的流量偏差和受热而积偏差，导致同屏各管吸热量不同。•制造、安装、检修中引起超温的因素制造、安装过程主要指出现管内异物堵塞而造成工质流动不畅、断路或短路等情况，导致局部受热管超温。检修不当极易发生管内异物堵塞情况，如在换管过程中割管工艺不正确，异物掉入垂直管段，或联箱内管座W定焊接物脱落等情况会引起局部受热而无流量或少流量。2）受热面佥属管的磨损燃煤锅炉尾部受热面飞灰磨损是影响长期安全运行的主要原因，位于水平烟道的高温过热器和再热器同样存在磨损问题。烟

6、气携带灰粒和未燃尽颗粒高速通过受热而时，使管壁磨损变薄，烟气流速越快，颗粒越粗、越硬，对管壁的撞击力就越人；烟气屮灰浓度越大，撞击的次数就越多，结果都将加速受热面的磨损。飞灰磨损速率取决于灰粒成分（主要是SiO2）,煤中灰含量，灰粒动能及飞灰浓度。金属磨损量与烟气流速的三次方成正比，因此，烟速大小对飞灰磨损速率有决定性影响，设计耍选取合理烟速，尽量减少烟速分布不均。随着蒸汽吹灰投运时间累计到一定时间，很多电厂出现蒸汽吹灰通道金属管磨损严重，蒸汽吹灰虽然起到清洁受热面改善传热的作用，但是吹灰蒸汽必然会加速局部烟气速度，如果吹

7、灰蒸汽参数选择不当，压力过高则蒸汽速度高，温度过低则会降低烟气温度使灰粒变硬。所以蒸汽吹灰会造成过热器受热面金属管的磨损，尤其是再热器的磨损更需引起重视。3）受热而金属管的腐蚀金属管受腐蚀作用，管壁会逐渐减薄，当管壁厚度小于一定值而没有得到相应处理，就会导致腐蚀爆管事故的发生。腐蚀是指管外高温腐蚀和管内化学腐蚀。过热器、再热器因为还原性气体比炉膛低，腐蚀速度比水冷壁要小。一般认为高温腐蚀主耍是煤中硫的腐蚀行为，主要是以硫酸为主耍成分的熔盐腐蚀和H2S及硫氧化物造成的气态腐蚀。大量的研究结果认为，在煤燃烧过程屮，煤屮硫化合物

8、（FeS2和奋机硫RS）与氧发生反应，同吋在高温燃烧中煤中的K、Na盐类转化为它们的高价氧化物K20和Na2O,这些氧化物会与生成的S03反应，生成它们的硫酸盐，硫酸盐进一步与Fe2O3,S03发生反应而生成复合硫酸盐。这些复合硫酸盐在550°C〜580°C的温度范围内呈熔融状态粘附在管壁上与Fe发生反