1、前 言
锅炉受热面是指把燃烧产物与水汽工质隔开的金属壁面。受热面把燃烧产物的热量传给水汽工质并承受工质的压力,既受热又承压,工作条件极其恶劣,是完成锅炉工作职能的基本结构。锅炉受热面按蒸汽不同的加热作用,可分为水冷壁、过热器、再热器、省煤器等。受热面在锅炉中所处的位置不同,其工作环境有较大的差异,受热面失效的情况也各不相同;此外,锅炉燃烧的煤质不同、运行工况不同,受热面失效的情况也各不相同。因此,对锅炉受热面失效原因的分析“要具体情况,具体分析”,锅炉各种受热面的工作环境及常见失效类型如下。
1.1 水冷壁的工作环境及常见失效类型
水冷壁虽然置于炉膛高温火焰中,工作条件相当差,但只要建立了良好的水循环,在管子内壁保持一层连续流动的水膜,管子内壁就能得到很好的冷却,管壁温度就能接近管内工质温度。一般不存在过热问题,由于受高温火焰的冲刷,不同程度地存在腐蚀、结垢、磨损、蠕变等问题。
1.2 过热器的工作环境及常见失效类型
过热器管内流动的是高温蒸汽,其传热性能较差,而过热器管外是高温烟气,所以过热器金属壁温比较高,常接近于管材的极限允许温度,因而其工作条件十分恶劣,其过热问题突出;此外,还存在蠕变、结垢、腐蚀、磨损等问题。
1.3 再热器的工作环境及常见失效类型
再热器管内流动的是中压蒸汽,密度较小,放热系数低,比热较小,其金属工作条件较过热器更加恶劣。存在过热、磨损、蠕变、腐蚀等问题。
1.4 省煤器和空气预热器的工作环境及常见失效类型
省煤器和空气预热器在烟温较低的区域中工作,因而一般不会出现过热烧坏问题。但烟温低,烟气中的灰粒比较硬、烟气中的硫氧化物容易凝结成为酸液,这就带来了省煤器的飞灰磨损与积灰问题,空气预热器烟气侧的低温腐蚀、飞灰磨损与积灰问题。
2、检查重点
2.1 存在相互接触和摩擦,易产生局部机械磨损的部位:如穿墙管、水平受热面(低过、低再、省煤器)与悬吊管接触部位、管卡处管子等。
2.2 易产生冲刷磨损的部位:如燃烧喷口本身及附近水冷壁、看火孔、人孔门、穿墙管等易产生漏风的部位。特别是三次风带粉严重、三次风速偏高时,附近水冷壁管冲刷磨损较重。
2.3 处在烟气流速和飞灰浓度高的部位:如省煤器、水平烟道内过热器上部管段、卧式布置的再热器等,特别是出列的管子、易产生烟气走廊部位的管子。
2.4 易因膨胀不畅而拉裂的部位和炉顶穿墙而未加套焊接的管子:如水冷壁四角管子、燃烧器喷口和孔、门弯管部位的管子,工质温度不同而连在一起的包墙管,与烟、风道滑动面连接处的管子等,炉顶末级再热器、过热器等穿墙而未加套管焊接的管子。
2.5 受蒸汽吹灰器汽流冲刷的管子及水冷壁或包墙管子上开孔安装吹灰器部位的邻近管子。
2.6 可能会发生长期超温爆管的管子:如屏式过热器、高温过热器和高温再热器等有经常超温记录的管子,异种钢接头附近低耐温级别材质迎火面管子。
2.7 易发生爆漏的各种焊口:如承受荷重部件的承力焊口,如过、再热起穿墙管焊缝;联箱管座焊口;异种钢焊口;卫燃带抓钉脱落部位。
2.8 变形严重的受热面管排;历次爆管部位、补焊过的管子。
2.9 易发生腐蚀的管段:如易发生高温腐蚀的燃烧器层水冷壁,运行10 年以上的卫燃带覆盖的水冷壁管等。
2.10 易发生脱落和损坏的部件。如汽包内部装置脱落,易造成个别水冷壁堵塞而短期超温爆管;长期承受交变应力的减温器笛形管裂纹破碎,碎片有可能造成个别过热器管堵塞而短期超温爆管。
2.11 防磨瓦、罩完好情况和支、吊架受力情况。
3、检修标准及要求
3.2 需要进行调整和修理的标准
3.2.1 受热面节距偏差大于设计值15%时,必须进行调整;
3.2.2 省煤器管排上部三排管壁普遍磨损约25%时,必须倒排、补焊或换管,堵管数量大于总管数5%时,应修复;
3.2.3 确保空气预热器畅通,彻底清除杂物,特别要清除省煤器和低温再热器、过热器检修后的杂物,以防烟气偏斜或局部涡流磨损;
3.2.4 炉膛四角水冷壁角部密封2 根的要改为4 根或6 根,以分散应力;
3.2.5 易磨损部位应加装防磨瓦、护罩或防磨涂料,并采取阻而不堵的措施,消除受热面管束与炉墙之间的烟气走廊。
3.3 每次大修必须进行工作压力水压试验,两次大修周期作一次超压试验,新换管超过该种受热面50%时应进行超压试验。
3.4 更换过热器、再热器焊口数量较多时,应采取适当方法进行蒸汽吹扫。
4、预防措施
4.1 加强管理与考核
4.1.1 树立全过程管理观念,要从锅炉材料选型和检修管理、运行管理、加强检验等各个环节全面落实防磨防爆工作。
4.1.2 建立包括锅炉检修、运行、金属监督、化学监督等有关人员在内的防磨防爆网络,成立“四管”防爆领导小组和工作小组,并结合本厂实际制订管理规定和奖惩制度,责权明晰,奖罚分明,树立以人为本的思想,发挥主观能动作用,提高防磨防爆检查工作的实效;要加强防磨防爆技术交流和培训,不断提高有关人员的专业素质。
4.1.3 建立锅炉“四管”爆漏技术台帐,要及时、准确、清晰地记录每次爆漏部位、产生原因、抢修方案和采取的措施等,抢修完成一周内应填写“锅炉‘四管’爆漏统计表”报送所属集团公司和电科院,每年7 月5日和1月5日前应进行整理归档,对上半年和全年防磨防爆工作进行总结,并提出下半年和下一年度防爆计划,并及时报送。
4.1.4 电科院要切实加强对“四管”防磨防爆工作的指导与监督,加强“四管”防磨防爆信息的沟通,每年四季度组织召开全省电站锅炉“四管”防磨防爆工作座谈会。
4.1.5 各火电厂应结合各台锅炉的具体情况,编制“四管”各级检修检查卡,明确检查部位、需要检查的缺陷种类等。
4.1.6 所有A 级检修的锅炉,电力锅检中心必须强制进行锅炉压力容器定期检验,此前各电厂必须按技术要求及时做好脚手架搭设、保温拆除、积灰冲洗等检验准备工作,并对锅炉“四管”受热面情况进行全面的自检,以便及时发现处理安全隐患。
4.1.7 所有B、C级检修的锅炉,各发电企业必须对锅炉“四管” 受热面情况进行全面的普查或抽查,及时发现、处理安全隐患。电力锅检中心必须进行“四管”防磨防爆督察。
4.1.8 D级检修及停炉时间超过7 天且与上次检查时间超过60 天的锅炉,必须进入尾部受热面、水平烟道进行磨损情况检查,真正做到“逢停必检,有缺必消”。
4.1.9 A级检修锅炉、高温腐蚀较严重的B、C 级检修锅炉必须进行炉内空气动力场试验,防止火焰偏斜。
4.2 加强原材料和焊接管理
4.2.1 各类受热面管子入厂时,应作宏观检查、通球试验和100%表面无损检验,更换合金钢时,必须100%光谱验证钢号。
4.2.2 焊接前应制定焊接工艺卡。尽量避免火焊切割管子,不得已时应制定防止残渣落入管子的措施;必须采用全氩焊接或氩弧焊打底,合格焊工施焊,焊前练习并检验合格;更换焊口尽可能100%无损检测,应防止焊口形成透照“死区”,并采用较高灵敏度的胶片透照。
4.3 加强爆管抢修管理
4.3.1 要组织进行爆管原因分析,疑为超温爆管特别是短期超温时,务必找出引起超温的原因,否则不能恢复运行;
4.3.2 抢修时,要对爆管附近及周边管子进行外观检查和厚度测量,必要时,还应加大检查范围,发现有超标管子,应进行处理。
4.3.3 发生爆管时应及时通知试研院,以便做好爆管原因分析,避免类似事故再次发生;同时,掌握“四管”爆漏规律、指导其他电厂做好防磨防爆工作。
4.4 加强运行管理
4.4.1 各火电厂必须严格控制入炉煤质量,开展混煤掺烧工作,尽量避免低热值、高灰分的煤进入炉内燃烧,严格控制合理的煤粉细度,使燃烧充分,降低飞灰浓度、粒径、硬度,减少磨损。
4.4.2 煤质不好时,应认真做好燃烧调整,必要时要投入油枪稳燃,防止“灭火放炮”事故发生,当锅炉发生灭火时,严禁用“爆燃法”恢复燃烧。
4.4.3 严格执行机组启、停曲线,减少应力集中引起的疲劳断裂泄漏;锅炉启、停和运行过程中,应对锅炉膨胀系统进行检查并做好记录,发现异常,应及时分析查找原因,并予以处理;注意水位控制,谨防满水和缺水事故发生。
4.4.4 应注意各种参数的变化,及时进行燃烧调整,防止发生火焰偏斜、贴壁、冲刷受热面、一次风速过大、炉底漏风过大等不良现象;合理控制风量,避免风量过大或缺氧燃烧;投退燃烧器应注意分布的均匀性,以尽量减少热力偏差,防止受热面局部超温;加强对过、再热汽温的监测,出现超温应及时分析原因,解决超温问题;及时清焦,防止大焦块砸坏冷灰斗水冷壁。
4.4.5 严格控制汽、水品质,做好定排、连排和炉内加药等工作,做到不合格水不入炉、不合格蒸汽不启机,做好停炉保护。
4.4.6 制定吹灰器管理制度,确定合理的吹灰程序、参数和吹灰周期,避免发生由于操作不当或吹灰设备存在缺陷而造成受热面吹损。
4.4.6 一旦发生“四管”爆漏,要采取紧急措施停炉,防止事故扩大。
4.4.7 运行操作要平缓,谨防汽温汽压大幅度波动,减温水频繁投退,造成减温器疲劳裂纹,减温水最好在一定的范围内调节。
4.4.8 做好安全门校验以防超压。
4.4.9 大修停机时,要打开再热器联箱的对空排汽阀抽真空,以尽可能减少再热器积水。
5、结语
次数明显降低,说明加强管理与考核,有重点实施检查,从源头控制检修质量,加强运行管理是锅炉“四管”防磨防爆的有效措施。
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