電站鍋爐省煤器常見故障分析及處理

漯河市特種設備安全監測中心 周紀龍 潘長河

電站鍋爐省煤器常見故障分析及處理

漯河市特種設備安全監測中心 周紀龍 潘長河

省煤器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱鍋爐給水的承壓設備。它的主要作用是吸收鍋爐尾部低溫煙氣熱量，降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐熱效率，提高給水溫度。對于自然循環鍋爐進入汽包的給水，先在省煤器內加熱，減少了水在蒸發受熱面內的熱量吸收，因此省煤器取代了部分蒸發受熱面。

省煤器有沸騰式和非沸騰式兩種。大型電站鍋爐因為壓力參數高，氣化潛熱減少，鍋爐蒸發吸收熱量相應減少，所以采用非沸騰式省煤器。非沸騰式省煤器出口水有一定欠焓，使爐膛中水冷壁的吸熱量有一部分用于欠焓的水的加熱，使爐膛出口煙溫不至于過高。省煤器工質溫度較低，煙氣溫度也較低，因此，省煤器材質不是主要問題。在實際使用過程中，省煤器煙氣溫度低，灰粒較硬的問題突出表現在積灰、腐蝕、磨損等故障。

一、省煤器的積灰及處理

煙氣中含有大量的飛灰，當煙氣進入到省煤器時，因其溫度低，大量的飛灰落到管排上，造成省煤器積灰。當煙氣中含有SO2量較多時，飛灰易形成硫酸鹽類灰分，使積灰加劇。煙氣中的飛灰濃度大，煙速度低，積灰越嚴重，如果省煤器發生泄漏，會使用下級空氣預熱器嚴重積灰，影響熱效果。

鍋爐正常運行時，應清除省煤器管子外壁的積灰。吹灰裝置應定期使用，保證受熱面清潔。省煤器發生泄漏時，應立即停爐，清除局部受熱面的積灰，在檢修期間應用高壓水沖洗省煤器管束，清除管子外壁的積灰和管排間的雜物。

二、省煤器管的腐蝕及處理

省煤器管的腐蝕分為外部腐蝕和內部腐蝕。由于省煤器的煙氣溫度不太高，又遠大于煙氣露點溫度，當燃用硫分不太高的燃料時，省煤器外部一般不會發生高溫腐蝕和酸性腐蝕。省煤器管內部腐蝕是由于給水中含有腐蝕性氣體如氧、二氧化碳等，除此之外，給水流速對腐蝕也有一定的影響，當水流速度太低時，上述氣體可能從水中逸出，附在管壁上，在高溫作用下形成腐蝕。

當水中含有氧時，氧與金屬之間形成微電池，氧氣接收電子形成陽極，使管壁發生化學反應形成氧化膜起到保護金屬表面，使腐蝕減緩的作用。通常情況下，氧化膜不能保護整個金屬表面，在沒有氧化膜的地方就不斷被腐蝕，當水中含有O2和CO2時，給水中的pH值就會降低，水中電離出來的氫離子接收電子形成電化學腐蝕，使腐蝕加劇。

為防止省煤器管內腐蝕，首先要清除給水中的氣體，即給水除氧效果要好。另外要保證一定的水流速度，在鍋爐開啟或停止過程中合理使用再循環管，確保省煤器管內保持一定的流速。

三、省煤器的磨損及處理

受熱面磨損與煙氣中單位重量飛灰的動能有關，E動=mv2。即動能E動與速度v的平方成正比。由于灰粒很小，可假設灰粒與煙氣的速度相等，因此省煤管的磨損與煙氣速度的平方成正比。省煤器管的磨損受省煤器結構形式的影響，對單排管子或多排管的第一排管子均勻磨損時，在管子側面30°處磨損最為嚴重，對于錯列管最大磨損發生在第二、三排。這一方面是由于灰粒的加速，更重要的是第二排管子整個管面不僅受氣流的正面沖刷，且由于上排管子的導向作用還處于斜向沖刷之中，因此處于最大的沖刷角30°附近的磨損最為嚴重。對于順列管，煙氣進入時，煙氣流速迅速增大，灰粒由于慣性一般到第五排才獲全速，因此在此處磨損最大；后面幾排流速較均勻，灰粒多集中在流道的中心，兩則形成相對清潔的氣流附面層，因此磨損比較輕。

省煤器對流管速中對流受熱面局部煙氣流速過高易形成煙氣走廊，這主要是爐墻與管組周圍的一些間隙過大或安裝時橫向間距不均勻造成的。另外省煤器穿墻部分是最易于產生磨損的部位，穿墻管之后的省煤器管與側墻的間隙過大，再加側墻的導流作用，阻力相當小，造成高流速、高濃度的氣流沖刷穿墻管造成局部磨損。

為防止省煤器管側面30°的磨損，在迎風面扣上180m圓管或角鐵做防磨石。加裝防磨瓦對節距較大列管是有利的，對于橫向節距較小的省煤器管，使煙氣流過有蓋板的管排時，不但阻力增加，更會使煙氣流動速度加快和煙氣斜向導流，造成后一排管子嚴重局部磨損。

為防止省煤器磨損，應采用灰分較少燃料，做好混配煤工作,加強堵漏，減少漏風，使煙氣流速控制在設計范圍內，相應地減少磨損速度。另外，在易于磨損處的管子上加裝防磨瓦，能有效地避免省煤器管磨損。在錯列布置煤器管的第2根、第3根管子上面加裝110°～120°的防磨瓦，不采用180°的防磨瓦，以防止防磨瓦變形后管排的橫向間隙減少，使煙氣阻力增加，造成煙氣流速加快，磨損加劇。除此之外，在省煤器管排與爐墻的間隙處加裝防磨板或阻流棒，采用阻而不堵的方法能有效地阻止煙氣通過這些區域形成煙氣走廊，避免省煤器管子磨損，也可在省煤器彎頭處加裝防磨瓦，能防止管子的磨損。

當省煤器聯箱的布置在爐外時，為防止彎頭與爐墻之間形成煙氣走廊而磨損彎頭，可以將彎頭包覆在爐墻之內，穿墻管加裝防磨石。雙側布置的省煤器煙道中部的彎頭用防護罩整組包覆；煙氣入口管排與管墻及側墻之間的空當加裝鋸齒型阻流板，防止形成煙氣走廊；對于穿墻管必須將管間隙塞好，否則由于漏風帶灰，穿墻管極易發生泄漏。對于省煤器聯箱布置在爐膛內部的兩側的彎頭部位，可采用上述中部彎頭的防磨措施；省煤器聯箱不宜保溫，應提高材質，否則由于煙氣的繞流，在聯箱兩側的管段將引起局部磨損。