火電廠鍋爐受熱面失效原因及防治措施探討

景建軍 陳亮

摘要：受熱面作為鍋爐熱能轉換的重要組成部分，在其長期服役的過程中，受到各種因素的影響可能會出現受熱面失效的現象，不利于鍋爐的安全穩定運行。如果受熱面在運行過程中出現爆管泄露的安全事故，不僅會影響到企業的經濟效益，而且還會威脅到操作人員的人身安全，所以改善設備系統的運行環境非常關鍵。

關鍵詞：火電廠鍋爐;受熱面;失效原因;防治措施

引言：鍋爐受熱面作為鍋爐的基礎組成部分，由多個管構件組成。在生產活動中擔負著給汽、水幾面提供煙氣熱量的作用。所處環境復雜、惡劣，即使當代科學技術如此發達，在發明了如此多種類的新材料、新技術、新設備的情況下也只能緩解鍋爐受熱面管的失效問題，并不能直接解決。因此，我們需要深入地分析鍋爐受熱面管失效的成因，如此才能提出并實施預防和解決措施。

1.火電廠鍋爐受熱面失效的原因

1.1缺水現象

缺水是鍋爐中最為普遍和危險的事故之一。管道受熱變形、過熱、爆破甚至是鍋爐爆炸都很有可能是缺水導致的。缺水會直接導致鋼管的局部或大部分難以冷卻，使管道壁溫度急劇升高，抗拉能力降低。管內汽壓超過應力極限，使管道變形、鼓包，直至爆破。

1.2焊縫泄漏導致的受熱面失效

焊接是鍋爐受熱面制造安裝中最為常見的工序，通過焊接的方式將各個零部件連接起來，而受到各種因素的影響會出現焊接質量缺陷，一旦焊縫存在質量缺陷，將會導致受熱面發生泄漏而產生各種安全事故。焊縫缺陷主要表現為未焊透、咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等形式，多數原因為焊接工藝不規范所導致。對焊材的管理不到位，沒有做好烘干處理，焊前沒有對母材表面進行清潔處理，都會出現焊接質量缺陷;焊接的溫度和速度掌握不好，容易在焊縫中出現氣孔;焊接前后熱處理不當，會出現焊接裂紋;在檢修工作中如果強力對口會導致殘余應力過大，而在運行中由于膨脹不暢就會發生泄漏。焊縫泄漏是受熱面失效的主要原因之一，所以應該加強對焊縫的質量控制。

1.3磨損導致的受熱面失效

磨損也是導致受熱面失效的主要原因之一，磨損一般是由于燃燒物燃燒不充分或燃燒物中物質含量與設計參數不相符，導致煙氣中的堅硬顆粒在較高的流速下與受熱面之間發生碰撞，從而對受熱面造成磨損。發生磨損的受熱面表面比較小，金屬組織一般不會發生變化，只是會磨薄受熱面直至泄露。磨損一般發生于省煤器煙氣入口和出口處，過熱器和再熱器的煙氣入口處彎頭，燃燒器附近的水冷壁等位置，受到煙氣顆粒的磨損，不僅會降低受熱面的使用壽命，而且會因為管子泄露而發生安全事故。磨損的程度一般與煙氣流速、顆粒物形狀以及受熱面與飛灰的沖角有關，煙氣流速越快，磨損越強烈。受熱面與飛灰沖角在30°～45°時，磨損最為嚴重。顆粒物越尖銳，硬度越高，磨損強度越大。

1.4受熱面管腐蝕

腐蝕分為氧腐蝕和低溫硫腐蝕。氧腐蝕多成因于蒸汽鍋爐的除氧不凈，水中溶解的氧氣由于受熱溶解度變低而逸出，進而與金屬在水環境下發生腐蝕。一般的鍋爐使用企業都沒有做好除氧工作，使得省煤器內壁、入口端極易被氧腐蝕。補給水的占比越大，管道中水的氧含量也就越大，氧腐蝕也就越嚴重。鍋爐停用導致的空氣流入也會導致管內水膜的氧含量增高從而發生氧腐蝕。氧腐蝕常出現于鋼管省煤器、給水管附近、上部煙管和下降管。低溫硫腐蝕只發生在省煤器外壁。成因為排煙溫度過低，關閉溫度低于煙氣露點，省煤器外壁低溫流含量過高。含硫量高和過熱空氣系數大都會到時煙氣露點溫度升高，從而使腐蝕的概率升高。

2.火電廠鍋爐受熱面失效的防治措施

2.1雙重保護機制，防止缺水

對于缺水情況，我們要采取雙重保護、多重保護相結合的方法。保證在一種方法失靈的時候另一種保護機制可以及時、有效的投入使用。首先使用多重的水位保護機制，再設置排煙溫度過高鍋爐自動停機的保護裝置。這是因為在煙氣溫度過高時極易產生蒸汽含量過高而使水分散失的狀況，為了避免這一情況而設置自動停機裝置。

2.2焊縫泄露的防治措施

隨著機組容量的增大，焊縫的數量也相應的增加，所以提高焊縫質量非常關鍵。在焊接之前做好相應的準備工作，加強對焊材的儲存管理，選用正確的焊材，焊前對焊材進行烘干處理;構建良好的焊接環境，做好防風、防雨措施，消除外界因素對焊接質量造成的影響;確保焊接操作人員持證上崗，且熟練掌握焊接工藝;在焊接過程中，嚴格按照焊接工藝標準執行，掌握好焊接溫度、速度和手法的控制，保證焊接質量;做好焊后熱處理，防止殘余應力對焊縫質量的影響;做好無損檢測工作，可根據實際情況采取適宜的檢測方式，以便及時發現焊接缺陷及時處理;避免在檢修工作出現強力對口的行為，對于存在殘余應力的焊縫應該采取適宜的措施進行處理。

2.3磨損的防治措施

加強對燃煤質量的監督管理，嚴格按照設計參數選用煤種，避免因為飛灰中顆粒物含量過高而加劇磨損，從源頭最大程度的控制磨損危害;優化受熱面的結構設計，合理調整受熱面與飛灰沖角，減少因為角度設置不當而增加磨損幾率;在容易受到磨損的受熱面部位，加裝防磨罩，還可噴涂防磨材料，減少因磨損產生的泄露;加強對受熱面的積灰清理工作，避免積灰過多而形成煙氣走廊;合理布置吹灰器，并定期檢查吹灰器運行狀態，確保其能夠安全穩定運行。

2.4受熱面管腐蝕防范措施

（1）氧腐蝕的防范措施。鍋爐中的氧腐蝕的主要來源是鍋爐用水中的氧。這部分氧很難去除，必須要同時使用化學除氧和除氧器結合的辦法。常見除氧器的工作原理是通過增加水的溫度，降低氧化性物質在水中的溶解度，使其逸出?，F在還有一些諸如真空除氧和解析除氧的方法由于成本和本身的技術問題并未推廣。化學除氧由于所用藥劑的成本過高，一般作為除氧器的輔助方法使用。將化學藥劑如：聯胺、DMKO等加入水中達到除氧效果。（2）低溫硫腐蝕的防范措施。低溫硫腐蝕的防范主要在于控制硫的來源。在鍋爐中，硫元素的主要來源是燃料，使用低硫燃料或者自備脫硫技術可以有效地減少低溫硫腐蝕現象。與此同時我們還要控制過量空氣系數，將過量空氣系數控制在1.05～1.1之間可以有效地減少SO3的生成。提高排煙溫度，配合露點以上的排煙溫度（180～250℃）可以防止省煤器被低溫硫腐蝕。

2.5長時超溫爆管的預防措施

為減少鍋爐受熱面因長時超溫爆管而導致的失效，可根據鍋爐燃燒環境選用組織穩定性更好的材料作為受熱面的材料，提高受熱面耐高溫性能;加強對燃煤的管理，嚴格按照設計標準選用煤種;做好對減溫水溫度和質量的控制，避免因為水溫過高以及管壁結垢而導致超溫;控制鍋爐燃燒工況，調整燃燒參數，確保爐內煙風動力場的穩定性，避免因為火焰偏移以及出口煙溫過高而造成管壁超溫;加強對受熱面的溫度監測，在適宜的位置設置溫度檢測點，確保監測數據的準確性;在檢修過程中對受熱面材料進行取樣檢測，發現材料老化失效及時更換。

結束語

綜上所述，受熱面管是鍋爐當中的十分重要的組成部分，保證受熱面管的穩定運行就是保障鍋爐的穩定、安全。為了這一點，相關的工作人員要嚴格按照規定、指標來對鍋爐受熱面管進行安裝、檢查、使用、維護，保證鍋爐的使用壽命和安全。

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