鍋爐過(guò)熱器爆管原因分析及對(duì)策

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1、鍋爐過(guò)熱器爆管原因分析及對(duì)策　　摘要：鍋爐承壓部件的安全運(yùn)行對(duì)整個(gè)電廠的安全至關(guān)重要。文章結(jié)合微水電廠實(shí)際，分析了過(guò)熱器爆管泄漏的機(jī)理、原因及實(shí)際采取的一些對(duì)策，以求對(duì)鍋爐過(guò)熱器設(shè)備的完好運(yùn)行有所裨益。關(guān)鍵詞：鍋爐；過(guò)熱器；爆管；對(duì)策1　前言　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，河北省南部電網(wǎng)鍋爐各種事故約占發(fā)電廠事故的63．2％，而承壓部件泄漏事故又占鍋爐事故的86．7％。因此迫切需要大幅度降低鍋爐臨修次數(shù)。下面結(jié)合微水電廠實(shí)際，分析過(guò)熱器爆管泄漏的機(jī)理、原因及采取的一些對(duì)策?！　∥⑺l(fā)電廠鍋爐型號(hào)為HG－220／100－4，露天布置，固態(tài)排渣煤粉爐，四角切圓燃燒，過(guò)熱器由輻射式爐頂過(guò)熱器、半輻射屏式

2、過(guò)熱器、對(duì)流過(guò)熱器和包墻管4部分組成。減溫水采用給水直接噴入，分兩級(jí)減溫。爐頂管、包墻管和第二級(jí)過(guò)熱器管用ø38×4．5的20號(hào)碳鋼管組成。第一級(jí)過(guò)熱器和屏過(guò)熱器用ø42×5的12Cr1MoV鋼管組成。2　過(guò)熱器爆管的主要原因2．1　超溫、過(guò)熱和錯(cuò)用鋼材2．2　珠光體球化及碳化物聚集針對(duì)12Cr1MoV鋼分析，試驗(yàn)表明當(dāng)12Cr1MoV鋼嚴(yán)重球化到5級(jí)時(shí)，鋼的室溫強(qiáng)度極限下降約11kg／mm2。微水發(fā)電廠1993年4月過(guò)熱器爆管的統(tǒng)計(jì)資料表明：因局部長(zhǎng)期過(guò)熱，珠光體耐熱鋼已達(dá)到了5級(jí)球化現(xiàn)象，而它的塑性水平仍然比較高。發(fā)生球化現(xiàn)象以后，鋼的蠕變極限和持久

3、強(qiáng)度下降。通過(guò)580℃下對(duì)12Cr1MoV鋼的持久爆管試驗(yàn)，可以看出到了球化4級(jí)的鋼管，其持久強(qiáng)度降低1／3。影響珠光體耐熱鋼發(fā)生球化的因素主要有溫度、時(shí)間、應(yīng)力和鋼材的化學(xué)成份等。在鋼中摻入“V”這種強(qiáng)碳化物元素，可以阻礙珠光體的球化過(guò)程，只要能形成穩(wěn)定的碳化物，則球化過(guò)程減速?！　⊥ㄟ^(guò)對(duì)12Cr1MoV管試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度在540℃時(shí)，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，鋼的工作溫度下蠕變極限和持久強(qiáng)度也相應(yīng)降低。隨著運(yùn)行溫度的提高、時(shí)間的延長(zhǎng)、應(yīng)力的變化都會(huì)加速合金元素的固溶體和碳化物間的重新分配現(xiàn)象。2．3　焊接質(zhì)量　　鋼材焊接質(zhì)量也是影響安全的重要因素之一。焊接的缺陷一般指焊接接頭裂紋未

4、熔合、根部未焊透、氣孔、夾渣、咬邊，焊縫外形尺寸不合格以及焊接接頭的金屬組織異常等現(xiàn)象。2．4　金屬在高溫下的氧化和腐蝕2．5　飛灰磨損　　飛灰磨損一般發(fā)生在高溫過(guò)熱器下部彎頭位置，飛灰的濃度增大，灰粒的沖擊次數(shù)增多，磨損更劇烈。2．6　鍋爐運(yùn)行的影響2．6．1　熱偏差　　由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件的影響，運(yùn)行中某些管子的蒸汽溫度和焓增量會(huì)超過(guò)整個(gè)管組的平均值，即熱偏差產(chǎn)生熱偏差的管子，管內(nèi)蒸汽溫度較高，甚至遠(yuǎn)超過(guò)了金屬的管壁溫度，從而造成長(zhǎng)期嚴(yán)重超溫?！　⌒纬蔁崞畹脑蛴幸韵?方面：　　a．過(guò)熱器受熱不均勻　熱負(fù)荷大的管子，吸熱量則大，焓增量也大，其蒸汽溫度和管壁溫度也較高，受熱產(chǎn)

5、生熱力偏差，另外煙氣中溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布不均勻性等，也會(huì)產(chǎn)生影響。　　b．管內(nèi)流量不均勻　對(duì)于屏過(guò)而言，可以使外圈管子短路，減小其阻力，增大蒸汽的流量；除外圈管子外，余下的蛇形管分成2部分：第1個(gè)U形管靠近外圈的管子到第2個(gè)U形管換到里面，其它的以此類(lèi)推。這樣可減小受熱不均，同時(shí)各管的長(zhǎng)度比較接近，可減少因管子的阻力差而造成的流量不均，在運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持燃燒穩(wěn)定，防止火焰中心偏斜，消除局部結(jié)渣現(xiàn)象，噴燃器投入力求均勻。2．6．2　影響汽溫的因素2．6．2．1　煙氣側(cè)　　a．燃料性質(zhì)的變化　尤其是水分和灰分增加時(shí)，燃料的熱值降低，須增加燃煤量，使汽溫升高。如果煤粉變粗，著火延遲，則爐

6、膛出口煙溫升高，相應(yīng)汽溫升高，造成管壁的金屬溫度上升?！　．風(fēng)量配比變化對(duì)汽溫的影響　爐內(nèi)的過(guò)?？諝饬吭黾訒r(shí)，由于低溫空氣吸熱，使?fàn)t膛溫度降低，輻射傳熱減弱，燃燒生成的煙氣量增加，煙氣流速加快，對(duì)流傳熱增加，因而汽溫升高；另外由于配風(fēng)工況的不同，使火焰中心發(fā)生偏斜，如增大上二次風(fēng)，減小下二次風(fēng)，火焰中心會(huì)偏低?！　．噴燃器的運(yùn)行方式往往會(huì)影響火焰中心的溫度，影響汽溫的改變?！　．受熱面的清潔程度會(huì)對(duì)汽溫產(chǎn)生影響。2．6．2．2　蒸汽側(cè)　　a．爐負(fù)荷的變化　對(duì)于對(duì)流式過(guò)熱器而言，汽溫隨負(fù)荷增加而升高，而對(duì)于輻射式過(guò)熱器，汽溫隨負(fù)荷增加而下降?！　≡搹S采用的是半輻射式過(guò)熱器，

7、其優(yōu)點(diǎn)是吸收了一部分爐膛的熱量，有效降低了爐膛的出口溫度，防止了對(duì)流受熱面的結(jié)渣，裝置屏式過(guò)熱器后，使過(guò)熱面布置在高溫?zé)煔鈪^(qū)域，減少了金屬的消耗量。由于蒸汽溫度較低，管壁金屬溫度相應(yīng)低，汽溫的變化比較平穩(wěn)，易于調(diào)節(jié)?！　．飽和蒸汽濕度的變化　當(dāng)運(yùn)行工況不穩(wěn)定，尤其是水位過(guò)高或爐負(fù)荷突增，而汽包內(nèi)汽水分離裝置效果又不佳時(shí)，便會(huì)使飽和蒸汽的濕度增加，增加的水分要吸收汽化熱，從而使汽溫下降，若大量帶水還會(huì)使汽溫急劇下降?！　．減溫水的變化　當(dāng)減溫水量或水溫發(fā)生變化時(shí)將引起蒸汽側(cè)的總需熱量變化，