電站煤粉鍋爐受熱面超溫失效的影響因素及改善措施

岳錚

摘 要：煤粉鍋爐由于適應煤種廣、燃燒迅速、完全、容量大以及效率高等優點，在電站等工業領域得到了廣泛的應用。由于煤粉在爐內停留的時間較短，所以為了保證煤粉能夠在短時間內得到充分燃燒，就需要保證風量等各種燃燒條件，爐膛內溫度較高，所以受熱面會面臨超溫而導致無法正常運行的影響。對電站煤粉鍋爐受熱面超溫失效的影響因素進行分析，進而提出相應的改善措施，是提高電站煤粉鍋爐運行安全性和可靠性的重要保障。

關鍵詞：鍋爐；受熱面超溫失效；因素

前言

為了適應工業生產的需要，火力發電機組的運行效率不斷提升，鍋爐的耗煤量也逐漸減少。鍋爐的結構與運行參數也在不斷的調整，在此過程中，由于設計、安裝、運行等各方面的因素，會導致鍋爐受熱面出現高溫失效的局面，從而影響到鍋爐運行的安全性和穩定性。其中煤粉鍋爐的燃燒狀況比較特殊，需要在短時間內保證煤粉得到充分燃燒，所以溫度較高，如果控制不合理，就容易出現受熱面超溫失效的現象。在導致煤粉鍋爐受熱面超溫失效的影響因素中，下面主要以設計因素為主進行分析，同時對安裝以及運行進行簡要分析，綜合各項因素，為以后的設計工作提供更好的思路，以便不斷優化設計方案，降低受熱面超溫失效現象的發生幾率，提高煤粉鍋爐的運行效率，為電站的高效發展創造有利的條件。

1 設計因素對鍋爐受熱面超溫失效的影響及改善措施

設計因素是影響電站煤粉鍋爐受熱面超溫失效的重要原因之一，如果設計方案不合理，就會為后期的安裝以及運行帶來很大的影響，所以在設計鍋爐時，應該綜合各方面因素進行全面的考量，從全局性、組織性、結構性進行優化設計，盡量減少對受熱面的損害，避免因為超溫而導致失效現象的發生，下面對設計影響因素進行分析。

1.1 爐膛出口溫度設計不規范

爐膛出口溫度的參數設計是影響受熱面超溫失效的直接因素，其對鍋爐運行的可靠性和安全性會產生直接影響。如果爐膛出口溫度的設計參數不合理，不僅會降低受熱面管的使用壽命，而且極易引發爆管事故的發生。爐膛出口的煙溫則為爐膛出口進入對流管束之前的煙氣溫度參數，由于煤粉鍋爐燃料的特殊性，在其運行的過程中，煙氣中含有的飛灰基本處于融化狀態，一旦與受熱面接觸，就會粘結在上面，從而提高熱阻以及管壁的溫度，在鍋爐受熱面中形成結渣現象，嚴重的情況下，會導致煙道堵塞，如果長期得不到清理和調整，就會發生爆管事故。所以，為了改善這種現象的發生，應該科學設計爐膛出口溫度參數，將其控制在合理的范圍內，減少煙氣在運行過程中發生粘結現象，定期清理結渣，保證煤粉鍋爐的正常運行。

1.2 鍋爐水動力設計不合理

鍋爐水動力的設計規范合理性不足，鍋爐受熱面熱管與管壁金屬的溫度水平息息相關，在正常壁溫的基礎上，只要鍋爐鋼管具有較高的強度水平，一旦產生由水動力引起的傳熱惡化問題時，管壁溫度將產生超標的情況，與此同時，管壁溫度長期波動，最終導致鍋爐鋼管會因金屬強度下降或金屬疲勞而破裂的后果。所以，一定要嚴格控制鍋爐水動力設計的規范性，保證水動力傳熱的均勻性。

1.3 鍋爐熱力特性參數的選取

鍋爐熱力特性參數的選取失誤同樣是造成其超溫失效的重要因素，熱力特性參數與爐膛結渣狀況具有直接聯系，而一旦鍋爐爐膛出現結渣的情況，爐膛出口溫度上升，過熱器溫度上升，與此同時，包括空氣預熱器入口溫度、排煙溫度、熱風溫度等在內的相應參數均出現超標上升的結果，使得熱管運行出現障礙，進而造成縮短其壽命或者直接失效的后果。所以，提高熱力特性參數選擇合理性十分重要。

1.4 設計煤種的選取

由于煤粉鍋爐具有煤種適應性強的特點，所以有些電站在設計煤種的選取時，為了降低成本，沒有考慮到設計煤種的規范性，就會選擇劣質煤，超出了設計煤種允許的范圍，由此在燃燒運行的過程中，鍋爐的運行狀態就會發生改變，不在正常效用范圍內，就會導致熱管超溫失效現象的發生。所以，為了控制設計煤種選取的規范性，一定要根據電站煤粉鍋爐運行的特點，合理選擇有效煤種，既能夠保證煤粉的燃燒效率，又能夠避免對鍋爐燃燒狀態的改變，從而控制受熱面超溫現象的發生。

2 安裝維修因素對鍋爐受熱面超溫失效的影響及改善措施

安裝維修也是導致電站煤粉鍋爐受熱面超溫失效的重要因素，因為即使設計方案再優秀，在安裝過程中出現失誤，沒有按照設計工藝流程操作，也會對鍋爐的運行工況產生很大的影響。在鍋爐安裝過程中，因為部件較多，且工藝比較嚴謹，一旦出現安裝不規范，操作管理不嚴的情況發生，就會導致受熱面超溫失效現象的發生。比如在安裝焊接過程中，熔化的金屬流淌到焊接范圍外，就會在熱管內壁形成金屬瘤，減少管壁內徑，在鍋爐長期處于高溫高壓狀態下時，就會導致超溫失效現象的發生。此外，由于安裝檢修工作不到位，還會存在很多其他的問題，任何一個細節的疏忽，都會對設計方案產生巨大的影響，從而威脅到鍋爐運行的安全性。

所以為了保證鍋爐安裝維修的規范性，應該保證每個步驟的嚴謹性和規范性，一切工藝程序都需要嚴格按照規范標準執行，嚴格把好質量關，做到不遺漏、不錯裝，從而保證鍋爐能夠按照設計工藝的正常運行。

3 運行因素對鍋爐受熱面超溫失效的影響及改善措施

煤粉鍋爐在按照規范要求安裝完成后，只要能夠保證運行操作的規范性，就可以最大程度的控制受熱面超溫失效現象。但是在實際運行過程中，還是會遇到操作不當等因素而改變鍋爐的運行狀態，比如煤質的控制不當，對鍋爐的啟停操作控制不規范，日常維護不到位等情況，都會對鍋爐原有的設計工藝產生一定的影響，從而發生熱管超溫失效。

為了保證鍋爐能夠按照正常運行，應該加強對運行操作人員的培訓，熟練掌握鍋爐的運行原理，嚴格按照運行規范操作。根據鍋爐設計工藝要求，定期組織清理，保證鍋爐的安全順暢運行。

4 結束語

鍋爐受熱面在設計時都具有一定的技術參數，如果溫度在設計允許的范圍內，受熱面則可以正常運行，但如果溫度超出了受熱面能夠承受的極限范圍，則會對受熱面造成嚴重的損壞，直接影響到鍋爐運行的安全性，嚴重時會造成巨大的經濟損失。所以在改造電站煤粉鍋爐系統結構，提高運行效率的同時，應該充分考慮各項因素可能會對受熱面產生的影響。一方面應該合理控制燃燒溫度，另一方面要通過結構設計、材料改善以及參數調整等措施，提高受熱面的耐高溫、耐腐蝕的特性，為促進電力事業的長久發展創造良好的條件。

參考文獻

[1]董建聰.電站鍋爐高溫對流受熱面管壁溫度在線監測方法研究

[D].華北電力大學，2010-12-01.