火電廠鍋爐受熱面爆管原因及防范措施探討

吳銘軒

摘 要：火電廠作為我國電力行業的重要組成部分，為推進經濟發展做出了重要的貢獻。火電廠的正常運行離不開鍋爐，為了保證電力供應的可靠性和穩定性，鍋爐需要長期處于高負荷運行狀態下。受熱面作為熱能轉換的重要組成部分，在鍋爐運行過程中，會受到各種因素的影響而發生爆管，嚴重威脅到火電廠運行的安全性和經濟性。受熱面爆管的原因主要有設計、安裝、維修、運行等幾個方面，在重點分析原因后，可為火電廠鍋爐受熱面的管理與控制提供一定的參考。

關鍵詞：火電廠；鍋爐受熱面；爆管；原因；防范措施

爆管是火電廠鍋爐受熱面常見的安全事故，對火電廠運行的安全性以及經濟性造成了嚴重的威脅。根據受熱面爆管的范圍以及損壞程度不同，其所產生的經濟損失也不相同。一旦發生受熱面爆管事故，急需要停爐檢查維修，維修費用、停產費用以及造成的其他損失，不僅影響到火電廠的經濟效益，同時還會對社會效益產生一定的影響。針對受熱面爆管的原因進行統計分析，在以后的工作中逐步改善，優化設計方案，調整運行管理，確保火電廠鍋爐受熱面的安全運行，為火電廠的高效穩定運行創造有利的條件。

1 火電廠鍋爐受熱面爆管的原因分析

1.1 受熱面材質設計不達標導致的爆管

鍋爐受熱面是進行熱能轉換的重要設備，一側的金屬面需要長期處于高溫高壓的運行環境下，另一側需要與水或者油接觸來傳遞熱量，其所承受的負荷比較復雜，既要保證在高溫高壓環境下能夠正常運行，還要保證水、油中含有的介質對其產生的損壞。所以對受熱面材質的選擇有很大的要求，在進行設計工作的過程中，就需要詳細了解鍋爐的運行參數，然后根據受熱面需要承受的各種荷載，來確定所需材質的耐高溫性、耐腐蝕性、強度、韌性等各種性能。如果受熱面選擇的材質不達標，在運行過程中，就會因為實際溫度超過自身的極限而導致管子發生蠕變變形，在高壓的作用下就會發生爆管。其他性能同樣如此，所以材質的選擇設計是影響受熱面爆管的基礎原因。

1.2 磨損、過熱、結焦和老化導致的爆管

灰粒高速沖擊管壁金屬會造成爐管的磨損，磨損主要發生在高溫段省煤器的煙氣入口和出口處、出列的管子、再熱器和過熱器入口處的彎頭、燃煤器附件的水冷壁管。磨損可以分機械磨損和飛灰磨損兩大類，鍋爐受熱面管磨損以飛灰磨損為主，其受到受熱面布置方式、爐型結構、制造安裝質量、煙氣流速、煤灰特性和煙氣含塵濃度等多種因素的影響。

受熱面過熱引發的爆管容易發生在過熱器某管排，這主要是由于運行中沒有調節好煙溫、設計原因造成氣流不均衡、保護措施未投用等原因造成；運行結焦引發的受熱面爆管容易發生在爐膛底部水冷壁，這主要是由于沒有按照設計要求選用相應的燃煤、設計或運行中調節不當等原因造成；設備老化引發的受熱面爆管易發生在各受熱面管排，這主要是由于運行參數不穩定和長時間運行等原因造成。

1.3 腐蝕導致的受熱面爆管

受熱面腐蝕主要包括高溫腐蝕、水側氧腐蝕、堿性腐蝕。高溫腐蝕是由沉積物中的非硅酸鹽雜質的化學過程而引發的爐管金屬損耗，通常發生在再熱器和過熱器的向火側外表面；鍋爐給水中如果含有較多的二氧化碳和氧氣，那在鍋爐潮濕和積水的內壁就會形成腐蝕電池，破壞其內表面保護膜，發生點蝕；如果爐管內部積有硫酸鹽和氯化物，那么將會極大地加快腐蝕速度；如果爐水中含有游離的氫氧化鈉，那么在垢下會因爐水的濃縮而形成高濃度的OH-，從而發生堿性腐蝕。

1.4 焊接質量不佳導致爆管

焊接是影響受熱面管設計規范性的重要原因，因為受熱面管所需要承受的壓力和溫度較高，所以一旦焊接存在質量缺陷，將會直接影響受熱面管運行的可靠性。如果焊接工藝不達標，在焊接過程中，存在未熔合、未焊透、夾渣、咬邊等現象時，在受熱面管運行時，就會導致安全事故的發生。所以焊接質量不達標，會對受熱面的設計質量產生直接影響。

2 火電廠鍋爐受熱面爆管防范措施

2.1 加強受熱面材質選擇設計

受熱面材質的選擇設計是保證鍋爐安全可靠運行的基礎保障，所以在選擇受熱面材質時，應該對鍋爐運行過程中的各項參數進行詳細了解，然后根據極限值合理選擇受熱面材質。受熱面材質的設計不僅要在強度、塑性、硬度、沖擊韌性、沖擊抗力以及疲勞極限等機械性能方面達到標準，還要具有很強的耐高溫性、耐腐蝕性、耐蠕變性，或者通過與其他方法的配合能夠達到設計標準的要求。受熱面的材質設計是降低受熱面爆管的基礎要素，也是為其他設計工作提供基礎保障的重要基礎。

2.2 針對磨損、過熱、結焦和老化的防范措施

根據磨損的原因分析，可以對受熱面的布置方式以及爐型結構進行優化設計，盡量減少因為結構上的設計失誤而導致爆管事故的發生。根據鍋爐的運行狀態，合理控制煙氣流速，加強對燃料、脫硫劑以及殘渣等物料在粒徑以及成分上的控制，盡量減少對受熱面的磨損量；降低受熱面過熱的措施主要包括控制煙溫、鍋爐給水量、水垢等，避免局部超溫現象的發生；針對結焦現象，應該合理選擇煤種，優化燃燒控制，減少結焦現象的發生；定期檢查受熱面中的各項設備，出現老化現象及時更換。對受熱面進行定期清理和檢查，避免因為運行維護不到位而導致的爆管事故。

2.3 受熱面腐蝕的防范措施

為防止高溫腐蝕現象的發生，應該對燃料的選用進行優化設計，盡量減少燃料中堿、硫、氯、釩等物質的含量，同時合理控制燃燒溫度。對于水側氧腐蝕，可對鍋爐給水的水質進行控制，制定嚴格的標準，控制給水二氧化氮和氧氣含量。對于堿腐蝕而言，可對管內壁沉淀物進行定期清理，并且控制給水中堿性含量。

2.4 提高焊接質量的措施

由于鍋爐的結構比較復雜，組件較多，所以在安裝焊接受熱面管時，需要嚴格按照安裝焊接規范要求操作，每個步驟都需要按照操作規范中的工藝標準操作，確保焊接工藝符合設計標準。只有優秀的焊接質量，才能夠保證鍋爐受熱面能夠達到設計方案的運行標準，減少爆管現象的發生。

3 結束語

在火電廠運行過程中，鍋爐受熱面爆管會直接導致停爐檢查，不僅對鍋爐自身的性能以及安全性產生一定的影響，同時對火電廠也會產生很大的經濟損失。受熱面爆管是不可避免的安全事故，但是通過設計、安裝以及運行等各方面的共同努力，能夠降低爆管的發生幾率，從而減少火電廠的經濟損失。在對爆管原因進行分析后，主要有受熱面材質、磨損、過熱、腐蝕、水垢、結焦、老化以及焊接等，其中大部分原因都可以通過預防來降低爆管的幾率，在平時的運行維護中再加強管理，即可有效提升鍋爐運行的可靠性和安全性。

參考文獻

[1]劉朝倫.淺談新時期火電廠鍋爐受熱面爆管防范措施[J].化工管理，2015.

[2]喬占國.火電廠鍋爐受熱面爆管防范措施的研究[J].科技與企業，2013.

[3]王靜靜，周云龍.過熱器再熱器爆漏事故的原因分析及對策[J].應用能源技術，2010.