電站鍋爐常見問題分析及對策

汪家斌

（青海省特種設備檢驗所，青海西寧 810000）

0 引言

雖然電力行業的發展趨勢是環保、新能源發電，但由于我國是煤炭大國，并且火力發電技術成熟、成本低，不受地勢環境等因素的影響，決定了未來很長一段時間內，火力發電仍是電力行業的主力。火力發電廠最主要的熱力設備就是電站鍋爐，也叫電廠鍋爐，電站鍋爐主要分為煤粉鍋爐和循環流化床鍋爐。鍋爐的主要作用是使燃料在爐內燃燒產生熱量，并將鍋爐工質由水加熱，產生足夠數量質量的過熱蒸汽，推動汽輪機運轉發電。造成鍋爐廠發生事故的原因很多，除運行人員技術程度、工作態度外，設備的設計、制造、安裝和檢測等相關環節如有紕漏，都可能導致鍋爐事故的發生。因此，要防患于未然、從根源上避免鍋爐事故的發生。

1 電站鍋爐常見問題分析

1.1 電站鍋爐受熱面磨損機理和類別

鍋爐運行過程中，燃料燃燒時產生的的煙氣灰粒會以不同的速度沖擊受熱面，造成受熱面磨損。灰粒通過受熱面時會產生不同的速度，不同的速度會造成不同的磨損，90°沖擊會造成受熱面變形磨損；小角度沖擊會產生剪切力，造成受熱面切削磨損。鍋爐在實際運行中，煙氣灰粒中的SiO2（45%～65%）、Al2O3（20%～35%）及Fe2O3（5%～10%）和CaO（5%）等硬顆粒會達到一定的速度，高速持續對管壁的沖擊，都能導致受熱面的加速磨損。

受熱面磨損的類型有吹損、碰損和煙氣磨損3種。吹損是由于鍋爐燃燒過程中產生積灰、結焦，積灰和結焦會降低熱效應，給鍋爐機組的安全運行帶來隱患。為了解決這些問題就只能用吹灰器清除積灰和結焦，但清除積灰和結焦會造成管壁損耗、變薄。處理吹灰可用墻式吹灰器、伸縮式吹灰器和半伸縮式吹灰器。吹損主要是由于吹灰器在運行過程中卡住死機，或者吹灰器閥門漏水、不暢，另外吹灰時頻率太快、壓力過高、吹灰器伸出長度太長或者長度不夠等都會導致受熱面管吹損嚴重。碰損是由于鍋爐在運行時高溫氣流沖擊管壁而產生振動，導致鍋爐內部各相鄰零部件間發生損耗。煙氣磨損是由于鍋爐尾部鄰近外界，煙氣溫度比較低，煙氣中的積灰塵粒從高溫的熔軟狀態變為質粒固態，對管辟造成沖擊的損耗。

1.2 焊接缺陷

焊接缺陷主要是未焊透和未熔合造成的。

未焊透的成因：①管壁間縫隙狹小障礙多；②片與片組裝焊接時，最后完成的焊口在焊接時剩下的焊口間隙變小；③出現錯口也會形成未焊透現象。

未熔合的成因：①焊接時速度太快或者電流過小，焊口熔化不完全；②焊接時焊條熔化過快而母材邊緣仍未熔化造成熔合不好；③焊接處除銹除臟不完全，雜物，受潮，都會導致焊接層產生氣泡；④焊接處溫度過低或焊件散熱過快。

1.3 排煙溫度升高

排煙溫度高嚴重影響電廠鍋爐的經濟效益，一般情況排煙溫度每增加5℃，電廠效益就損失0.25%～0.4%。排煙溫度高的原因：①系統、煙道漏風；②空預器入口風溫度高、磨煤機出口溫度低；③鍋爐廠過熱器、再熱器、省煤器積灰結焦；④空氣預熱器夏高冬低；⑤鍋爐設計時爐膛沾污系數估算誤差造成的受熱面布置不科學。

2 常見問題的處理措施

2.1 受熱面磨損的防護措施

受熱面磨損是不可避免的現象，要把這種損耗降到最低程度，提高單位的經濟效益，保障電站鍋爐的安全運行。針對受熱面磨損的3種類型，采取以下措施進行防護：①尋求最佳煤粉細度、含灰、雜質量低的燃煤；②生產過程動態管理，合理調配風機、流速，保持比較均勻的濃度；③根據電站的規模、設備，安排合適的C級、B級和A級檢修，重視檢修、加強保養；④合理布置結構、改進不合理布置，如在尾部安裝均流擋板可以消除煙氣渦流；順列布置比錯列布置的煙氣流摩擦小，可以減輕磨擦帶來的損耗；鍋爐內外安裝除塵器可以有效除塵，減少塵粒積焦對受熱面造成的摩擦損耗導致的壁管變薄問題；⑤增加煤粉完全燃燒程度，降低灰粒對爐壁的摩擦；⑥采用合理的風速降低尾部煙氣流動速度；⑦在壁管一側安裝防磨護板；⑧根據鍋爐不同位置配合更合適的噴涂方法和材料。如超音速電弧噴涂適合對閥門密封面、汽輪機轉子葉片進行噴涂和修復；冷噴涂用于鍋爐尾部省煤器的管壁防磨等。

2.2 焊接缺陷的預防策略

導致鍋爐未焊透的原因，主要是角度小、鈍邊厚和坡口焊接處間隙較小。在焊接過程中，發現管壁間隙較窄或寬窄不一時，須注意電流是否合適，弧長拉的長度是否合適，防止電流過小導致未焊透，電流過大導致焊接處壁管凸起。焊接前應先清除雜物污漬、油漬以及作除銹處理，避免產生氣泡導致熔合不完全。選用好的焊接材料，焊接水冷壁管時采用性能優良的工具機器進行焊接。提升焊工責任心，發現集箱、水冷壁管厚薄不一不圓時，要盡量先調整好再焊；間隙的坡口要清理到要求的標準再進行操作；熟悉每一步驟相關的工藝參數，循序漸進。遇到解決不了的問題，應及時反應給技術部負責人，再根據方案進行操作。

2.3 排煙溫度高的應對措施

鍋爐經多年運行后，鍋爐尾部煙道的外包墻密封處，會有部分管壁因日積月累的煙氣沖刷而脫皮脫落，鋼板在熱力作用下變形不平，造成煙道漏風。針對這種情況，可以進行維修填補，用耐火材料填補簡單實用，效果良好；耐火材料填補鋼板熱力變形產生的縫隙效果也同樣良好耐用。其他漏點可以采用石棉布密封、電焊補焊即可。控制磨煤機出口溫度（70～80）℃，是為了保證鍋爐的安全運行，出口溫度控制太低會導致排煙溫度升高。對此，可以在爐膛無積焦、系統安全的前提下，適當減少冷風的流入程度，把磨煤機出口溫度由76℃提升到81℃，磨煤機出口排煙溫度會降4℃左右。鍋爐積累的不完全燃燒產生的灰渣、焦渣易對系統安全造成影響。目前電廠除灰渣的主要方法有水力除灰和氣力除灰。水力除灰運行安全，方法簡便有效，灰渣不易揚塵，但耗水較多，而且灰渣中的氧化鈣、氧化鋁等物質與水結合后，活性特質降低，灰渣的綜合利用率降低。氣力除灰的優點是環保節能，可控性好，但遇粗大積焦、潮濕環境則受一定的環境制約。適當的調整吹灰時間，比如墻吹每天2次，長吹隔天進行。夏季如果氣溫達到35℃，空氣入口的設計值高5℃；冬季氣溫低時，預熱器入風口的溫度也受到影響而降低。設置室內風和室外風可在一定程度上解決入風口夏高冬低的問題。受熱面不但要熱轉換效率高，爐膛還要優化設計、布置科學、防磨防爆。減小模塊與管道間的摩擦，需設計合理的膨脹系數，以保障鍋爐安全運行，延長使用壽命。合理的密封設計能夠避免煙氣散漏降低鍋爐熱效率。降低波動較大引起不規則振動和強烈的噪音，可改變一、二次風的調配給方式。

3 結語

火力發電是經濟發展和人民生活的基本保障。鍋爐、汽輪機和發電機是火力發電的三大主機，保障電站鍋爐安全運行，提高電站鍋爐熱效率對電廠管理意義重大。通過分析電站鍋爐的常見問題，提出解決措施，電廠工作人員可根據這些問題的成因，有針對性的管理防范。采取提高原煤質量，合理匹配冷風，科學除塵，提高安裝檢修人員責任心，設置優化鍋爐參數提高鍋爐焊接技術等措施，保障鍋爐的安全運行。