淺談電廠鍋爐過熱器超溫爆管的防控

摘要：由于電廠鍋爐燃用的煤種發生改變，導致鍋爐過熱煙溫偏高，而鍋爐承壓受熱部件的正常運行對發電廠的安全至關重要，過熱器爆管事故已成為影響安全生產的主要因素之一。現根據實際工作，有針對性地提出了改進方案，以供同行參考。

關鍵詞：電廠鍋爐 過熱器 爆管 措施

電廠鍋爐的過熱煙氣溫度是鍋爐的一個重要參數，在該溫度環境下工作的過熱器鋼管材質的工作溫度必須滿足要求。因此，鍋爐的過熱煙氣溫度必須受控在一定的變動范圍以內，否則會造成過熱器在過高的溫度下運行，導致鋼管材質的超溫工作。發電廠鍋爐爆管事故已成為當前威脅發電設備穩定運行的突出矛盾，而且隨著機組服役時間的增加，這類事故呈逐年上升的趨勢，成為影響安全生產的主要因素，嚴重影響了電廠的正常生產和經濟效益。

一、過熱器爆管的原因分析

1.金屬在高溫下的氧化和腐蝕

運行期長，管材氧化嚴重，已出現蠕變裂紋，如不及時更換，遲早會發生爆管。導致受熱而高溫腐蝕的主要原因是爐內燃燒不良和煙氣動力場不合理，控制管壁溫度是減輕和防止過熱器外部腐蝕的主要方法。

2.焊接質量和錯用鋼材

鋼材焊接質量也是影響安全的重要因素之一。焊接的缺陷一般指焊接接頭裂紋未熔合、根部未焊透、氣孔、夾渣、咬邊，焊縫外形尺寸不合格以及焊接接頭的金屬組織異常等現象。

3.受熱而長期過熱

鍋爐受熱而管子山于熱偏差、水動力偏差或積垢、堵塞、錯用鋼材等原因，管內工質換熱較差，金屬長期處于幅度不很大的超溫狀態下運行，管子金屬在應力作用下發生蠕變（管子脹粗），直到破裂。長期過熱主要發生在高溫過熱器的外圈向火面，低溫過熱器也可能發生。

4.鍋爐運行的影響

第一，熱偏差山于結構和運行條件的影響，運行中某些管子的蒸汽溫度和焓增量會超過整個管組的平均值，即熱偏差，產生熱偏差的管子，管內蒸汽溫度較高，甚至遠超過了金屬的管壁溫度，從而造成長期嚴重超溫。

第二，汽溫的影響。煙氣側對氣溫的影響因素主要有以下幾點。燃料性質的變化，水分和灰分增加時，燃料的熱值降低，須增加燃煤量使汽溫升高，如果煤粉變粗，著火延遲，則爐膛出口煙溫升高，相應汽溫升高，造成管壁的金屬溫度上升。

風量配比變化對汽溫的影響。爐內的過剩空氣量增加時，由于低溫空氣吸熱，使爐膛溫度降低，輻射傳熱減弱，燃燒生成的煙氣量增加，煙氣流速加快，對流傳熱增加，因而汽溫升高。

第三，在鍋爐投用初期，操作人員操作技能、操作經驗等也是爆管的因素，如超溫、超壓的現象時有發生。另外，后續裝置生產不穩定，使得鍋爐頻繁揚火和壓火，鍋爐水、汽系統管壁頻繁升溫和降溫，管子頻繁地熱脹冷縮，致使密封盒內管道焊縫在耐火澆注料約束力的限制下產生熱疲勞斷裂。

二、過熱器爆管的預防措施

1.合理控制煙氣流速

降低煤質灰分，控制煤粉粒度，盡量避免高溫過熱器管頻繁熱脹冷縮。對入庫原煤的粒度、灰分及含硫量進行控制。改進原煤進鍋爐前破碎環節的設備，在原料煤進環錘破碎機前增加篩網過濾，滿足顆粒的原煤直接進鍋爐煤倉，粗顆粒再經過環錘破碎機破碎后才能進入煤倉。一、二次風量配比應保證煤粉迅速著火、燃燒完全，合理的送、引風配比，可保持爐膛的負壓，減少漏風，建立良好的爐內空氣動力場和燃燒的穩定性，避免爐內溫度過高、火焰中心偏斜，造成過熱器的熱偏差增加，過熱器管局部超溫甚至爆管。結構設計及焊接質量缺陷方面。拆除密封盒，把穿墻管過渡段全部用砂輪切割機割除，把原200mm過渡管加長為400mm，原密封盒內異種鋼焊縫移出密封盒外100mm，密封盒內管道只用12Cr-MoWVTiBG銅管，使其與密封盒膨脹系數相同。密封盒內的焊縫移到密封盒外，便于定期檢查，縮短檢修周期。

2.從根本上控制溫度

在設計上，如果存在鍋爐爐膛高度偏低，火焰中心偏后、水動力工況差、蒸汽流量偏低和受熱而結構不合理等因素，都會造成過熱器普遍超溫或存在較大的熱偏差局部超溫。在制造、安裝和檢修中如果出現管內異物堵塞、屏過聯箱隔板倒等缺陷，會造成工質流動不暢，引起受熱而超溫。運行中，如果出現燃燒控制不當、火焰上移、火焰偏斜、爐膛出口煙溫高風量不足、燃燒不完全引起煙道二次燃燒、蒸汽流量不足、減溫水投停不當、高壓加熱器投入率低等情況，也會造成過熱器管超溫。另外，給水品質不良，引起管內結垢積鹽，影響傳熱，也會造成過熱器管在運行中超溫。為了預防過熱器管超溫，在運行中，應嚴格按運行規程規定操作，鍋爐啟停時應嚴格按啟停曲線進行，控制鍋爐參數和過熱器管壁溫度在允許范圍內。嚴密監視鍋爐蒸汽參數、蒸發量及水位等主要指標，防止超溫超壓、滿水、缺水事故發生。做好鍋爐燃燒調整，防止火焰偏斜，注意控制煤粉細度，合理用風，防止結焦，減少熱偏差，防止鍋爐尾部再燃燒。加強吹灰和吹灰器管理，防止受熱而嚴重積灰。保證鍋爐給水品質正常及運行中汽水品質合格等。

3.調節燃燒風量

當外界負荷變化時，應對風量作相應的調整。實際運行中，隨著過量空氣系數的增加，利于完全燃燒。但是過量空氣的增加要適當，煙氣流速加大，造成送、引風機的耗電量增加，經濟性降低，加劇低溫段的磨損，因此要嚴格監視氧量的變化。

4.檢修管理方而

保證二級減溫器噴水裝置的正常運行，發現有問題及時處理。在檢修過程中，搞好過熱器的防爆檢驗上作。檢查高溫區管的氧化皮厚度情況，當氧化皮厚超標時，及時換管，實現狀態檢修。檢查管的表面是否有微裂紋，有裂紋及時更換。檢查高溫區向火側高溫腐蝕情況，發現有嚴重腐蝕坑部位，打磨測厚，當厚度不滿足強度要求時，更換管子。做好過熱器管的壽命預測每隔2～5萬小時，對過熱器監視段割管鑒定，進行金相組織分析和機械性能試驗。當發現珠光體球化嚴重（4～5級），機械性能試驗低于標準要求時，制定更換計劃。做好記錄和檔案管理，研究過熱器管的損壞規律。

三、結束語

在電廠的生產實踐中，鍋爐的受熱面管子在高溫、高壓及腐蝕介質的作用下長期工作，是最容易損壞而造成事故的。造成鍋爐過熱器爆管的原因很多，只有對過熱器爆管的直接原因和根本原因進行綜合分析，才能從根本上解決鍋爐爆管問題，及時采取措施，為電廠的安全生產提供有力地保障。

參考文獻：

于世侃.消除大容量電廠鍋爐過熱器及再熱器局部超溫的措施[J]鍋爐制造，2009 （2）.