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(yè)的重要組成部分，為推進經(jīng)濟發(fā)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(wěn)定性，鍋爐需要長期處于高負荷運行狀態(tài)下。受熱面作為熱能轉(zhuǎn)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(fā)生爆管，嚴重威脅到火電廠運行的安全性和經(jīng)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(jīng)濟性造成了嚴重的威脅。根據(jù)受熱面爆管的范圍以及損壞程度不同，其所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失也不相同。一旦發(fā)生受熱面爆管事故，急需要停爐檢查維修，維修費用、停產(chǎn)費用以及造成的其他損失，不僅影響到火電廠的經(jīng)濟效益，同時還會對社會效益產(chǎn)生一定的影響。針對受熱面爆管的原因進行統(tǒng)計分析，在以后的工作中逐步改善，優(yōu)化設計方案，調(diào)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(wěn)定運行創(chuàng)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(zhì)設計不達標導致的爆管

鍋爐受熱面是進行熱能轉(zhuǎn)換的重要設備，一側(cè)的金屬面需要長期處于高溫高壓的運行環(huán)境下，另一側(cè)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(huán)境下能夠正常運行，還要保證水、油中含有的介質(zhì)對其產(chǎn)生的損壞。所以對受熱面材質(zhì)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(shù)，然后根據(jù)受熱面需要承受的各種荷載，來確定所需材質(zhì)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(zhì)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(fā)生蠕變變形，在高壓的作用下就會發(fā)生爆管。其他性能同樣如此，所以材質(zhì)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(fā)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(zhì)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(fā)的爆管容易發(fā)生在過熱器某管排，這主要是由于運行中沒有調(diào)節(jié)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(fā)的受熱面爆管容易發(fā)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(diào)節(jié)不當?shù)仍蛟斐桑辉O備老化引發(fā)的受熱面爆管易發(fā)生在各受熱面管排，這主要是由于運行參數(shù)不穩(wěn)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(cè)氧腐蝕、堿性腐蝕。高溫腐蝕是由沉積物中的非硅酸鹽雜質(zhì)的化學過程而引發(fā)的爐管金屬損耗，通常發(fā)生在再熱器和過熱器的向火側(cè)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(nèi)壁就會形成腐蝕電池，破壞其內(nèi)表面保護膜，發(fā)生點蝕；如果爐管內(nèi)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(fā)生堿性腐蝕。

1.4 焊接質(zhì)量不佳導致爆管

焊接是影響受熱面管設計規(guī)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(zhì)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(xiàn)象時，在受熱面管運行時，就會導致安全事故的發(fā)生。所以焊接質(zhì)量不達標，會對受熱面的設計質(zhì)量產(chǎn)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(zhì)選擇設計

受熱面材質(zhì)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(zhì)時，應該對鍋爐運行過程中的各項參數(shù)進行詳細了解，然后根據(jù)極限值合理選擇受熱面材質(zhì)。受熱面材質(zhì)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(zhì)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(jù)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(yōu)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(fā)生。根據(jù)鍋爐的運行狀態(tài)，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(xiàn)象的發(fā)生；針對結焦現(xiàn)象，應該合理選擇煤種，優(yōu)化燃燒控制，減少結焦現(xiàn)象的發(fā)生；定期檢查受熱面中的各項設備，出現(xiàn)老化現(xiàn)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(xiàn)象的發(fā)生，應該對燃料的選用進行優(yōu)化設計，盡量減少燃料中堿、硫、氯、釩等物質(zhì)的含量，同時合理控制燃燒溫度。對于水側(cè)氧腐蝕，可對鍋爐給水的水質(zhì)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(nèi)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(zhì)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(guī)范要求操作，每個步驟都需要按照操作規(guī)范中的工藝標準操作，確保焊接工藝符合設計標準。只有優(yōu)秀的焊接質(zhì)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(xiàn)象的發(fā)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(chǎn)生一定的影響，同時對火電廠也會產(chǎn)生很大的經(jīng)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(fā)生幾率，從而減少火電廠的經(jīng)濟損失。在對爆管原因進行分析后，主要有受熱面材質(zhì)、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

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