600MW機組鍋爐起動初期過熱器超溫的處理措施研究

李光輝

摘 要：近幾年來，我國由于鍋爐使用不當導致的重大火災爆炸事件頻頻出現，給鍋爐工作人員的生命造成了威脅，經過專家分析，其中大多數的鍋爐燃燒爆炸事件是因為鍋爐起動初期過熱器超溫的原因導致的，本文針對過熱器超溫的原理進行分析，并提出了相應的處理措施，希望能給各位同仁帶來一定的研究意義，以減少此類事故的發生。

關鍵詞：600MW機組；鍋爐起動；過熱器；災害事故

隨著我國電廠的不斷發展，火電機組發生事故的頻率也不斷加大，其中大多數的事故是發生在鍋爐側。究其原因，在整個火電系統復雜的運作原理的影響下，出現了過熱器管道超溫的情況，在持續的增溫與降溫的同時，管道內的金屬物質發生了氧化作用，形成的新物質隨即對管道產生堵塞，空氣流通不暢，導致了管道的爆裂，因此對過熱器超溫的原理進行研究，對于從根本上防止事故的發生具有重大的現實意義。

1 超溫原因分析

過熱器吸受了大量的熱氣，這些熱氣通過過熱器傳給了管壁，管壁內由于持續不斷的熱量供應，會由于熱量不斷增加而出現超溫現象的發生，在鍋爐啟動初期，由于水冷壁入口的水溫較低，而隨著時間的持續，水溫也持續增高，水溫在沒有達到一定的蒸發效果時，沒有出現應有的水蒸氣進入過熱器，過熱器由于在持續的高溫過程中，沒有水汽的供應，一直處于干燒狀態，管道持續升溫，導致了管道壁的金屬物質產生了化學反應，輕則由于管道壁脫落導致泄露，重則產生的化合物留在管道內，阻礙了空氣的流通，發生了爆管。超溫的發生與以下因素有關。第一，給水量及給水溫度。在鍋爐啟動的狀態下，一面要及時地供應水源，另一方面將沒有被氣化的水通過分離器疏水閥進行回收，為了保證水冷壁中有一定的熱汽，保證過熱器管道由于干燒而產生超溫，就必須要保證水冷壁能迅速產生大量的熱水汽，所以在進行補給鍋爐水源時，應以高溫沸水為主，使沸水在燃燒下迅速生成水汽，保證水冷壁及過熱器的順利運行。如果用冷水供應，這就大大增加了分離器疏水閥的工作，冷水壁內無法迅速得到水蒸氣，在高溫烘烤下，過熱器產生了故障。第二，煙氣溫度。過熱器在整個鍋爐裝置中起著一個吸收煙氣的熱量的任務，而管道內的蒸汽對過熱器內高溫起著一個冷卻作用。如果管道停止運作，或者通過管道輸送到過熱器中的熱氣不足時，導致了過熱器中的溫度無法產生對流效應實施冷卻，過熱器中的熱量不斷增加，導致了超溫現象的出現。在對爐膛進行燃燒時，由于點火的方式不對，或者燃燒材質的原因導致了煙氣得到煙速增高，這就在一定程度上增加了過熱器的溫度。第三，水塞。在平常鍋爐啟動之前，由于之前的燃燒，水蒸氣在過熱器內進行凝結，黏在壁內，形成了小水滴。在進行燃燒時，水滴處的受熱面由于無法形成對流，水滴的蒸發需要釋放大量的熱，這就在一定程度上形成了高溫。第四，氧化皮。在過熱器的管道內，由于持續的高溫，導致了壁內表皮發生了化學反應，在表皮生成了氧化物，這就是氧化皮，氧化皮在導熱熱阻上有一定的能力，這反而增加了管道內的溫度，氧化反應加快，形成了惡性循環，增加了故障發生的可能性。

2 啟動方式對過熱器壁溫的影響

2.1 傳統燃油點火啟動方式

使用傳統燃油點火對鍋爐進行啟動具有非常巨大的優勢。由于鍋爐具有復雜的運行系統，每一個部件的故障都會造成整個鍋爐系統無法運行，甚至在運行過程中產生事故。在對冷卻之后的鍋爐進行啟動時，如果突然增加爐膛內的壓力及溫度，大有可能增加系統故障的發生頻率，所以在點火啟動中，一定要有一定的控制力度，保證對整個鍋爐系統的溫度及水壓進行一定的調控。在這方面，傳統的燃油點火能極大保證這一點。利用傳統的油槍點火，火焰較短，使爐膛出口處的溫度不會迅速升高。傳統的點火方式，由于較低的燃燒強度，這就有利于留在管道內受熱面的積水能被烘干，極大保證了對流受熱面的運行安全。這種方法雖然有極大的安全性，大幅度降低了故障的發生，但是由于其成本較大，需要花費大量的汽油，在整個經濟效益中得不償失。

2.2 微油或等離子點火方式

這種方式雖然對耗油方面沒有過多的要求，但是對于鍋爐系統的額定安全保障具有極大的威脅。第一，煤粉由于燃燒強度大，燃盡率低，在燃燒過程中會導致火焰迅速增高，對過熱器進行舔舐，過熱器由于在冷卻狀態下沒有水蒸氣，這就導致了過熱器的對流受熱面迅速升溫，溫度的升高導致了管道內氧化皮的脫落，氧化皮脫落留在管道內，沒有充足的熱流能夠有條件將氧化皮帶出管道外，這就導致氧化皮在管道內越來越多，阻礙了管道里熱流的流通，在熱流堵塞到一定的情況下，便出現管道爆炸的情況。第二，微油及等離子含有大量的煤粉，煤粉燃燒迅速，質量輕，極易傳入過熱器內，煤灰也有可能出現二次燃燒，對整個鍋爐系統的安全運行提供保障。

2.3 蒸汽加熱啟動方式

采用蒸汽加熱啟動方法一方面能保障整個鍋爐系統的運行安全，另一方面，在啟動時也不需要太多的成本支出，大大降低了耗油量。在啟動時，采用鄰機抽汽對鍋爐內的沸水進行蒸發，使鍋爐啟動過程中有著有利的燃燒環境，這就在一定程度上保障了鍋爐啟動的安全性。

3 過熱器超溫的針對措施

（1）針對燃燒不合理現象，可以對燃燒材料進行改進。材質燃燒不完全導致了在燃燒過程中施熱不高，蒸汽無法迅速到達水冷壁，在受熱面無法產生對流，加上對過熱器管壁的高溫持續供應，對過熱器無法達到冷卻作用，形成了過熱器外表升溫過快，出現了超溫情況的發生。所以要對燃燒材料進行改進，增加燃燒材料的燃燒效果，能持續不斷地為鍋爐供應熱量，使水汽有充足的來源以形成對流，從而提高鍋爐系統的安全性。

（2）對啟動過程中的油量進行合理的控制。油量太高，容易導致燃燒不合理，水蒸汽溫度過高，導致過熱器持續升溫，因此，要降低啟動油壓，防止不安全的因素出現，造成安全事故的發生。

（3）啟動的給水量不要太大。給水量太大，導致水量蒸發成水汽所需要的時間過長，分離器疏水閥對尚未形成水蒸氣的液水進行排放，而過熱器中的水蒸氣得不到一定的供應，無法形成受熱面對流，從而導致了管道高溫產生氧化皮，極大的增加了管道爆炸的幾率。所以對給水量進行合理安排，減少熱氣的損失，減少不必要的麻煩。

（4）沖轉的壓力不宜設置過高。壓力的大小與蒸汽流量的大小成反比，也就是說沖轉的壓力過大，蒸汽流量也會在一定程度上變小難以達到過熱器，這就對過熱器的冷卻帶來了極大的不便。所以將沖轉的壓力定位5～6Mpa，能有效提高過熱器中受熱面的水汽流量。

（5）啟動時的給水溫度較低。給水的溫度低，使水在進入水冷壁時，溫度無法達到蒸發的標準，燃料燃燒的時間加長，水蒸氣的出現需要一定的世界，而持續升溫的過熱器難以等待，導致了超溫現象的出現。所以要提高給水時高溫的水源補給，減緩蒸發的時間，消除事故隱患。

（6）當用油槍作為啟動方式時，大多數工作人員為了提高燃燒的速率，加大了風量的供應。這種做法不僅不會加快蒸汽的產生時間，而且還對蒸汽的產生做了延緩的負作用。加大風量的供應，雖然提高了爐膛內火焰的溫度，卻在一定情況下減緩了高溫在爐膛內的持續時間，這就導致了液水無法得到持續的高溫供應，無法形成水蒸氣對過熱器進行冷卻。所以在啟動過程中，要嚴格控制風量的供應，讓風量產生的效益最大化。

（7）減溫水噴入不合理

和上一行接排，與前面格式統一當過熱器力出現了持續高溫情況時，為了防止超溫情況的出現，要用噴射減溫水進行減溫，但減溫水的噴射時間不合理，當噴射時，過熱器中溫度過高，減溫水無法正常噴入，當過熱器的溫度沒有達到噴射標準時，水滴的出現加大了過熱器的超溫幾率。可以增設備用減溫水，通過調節閥適當節流。

4 總結

針對鍋爐過熱器超溫現象，本文針對不同可能導致故障發生的隱患提出了自己的解決措施，通過這些方法能有效防止鍋爐過熱器超溫現象的發生。

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（作者單位：國電電力大連莊河發電有限責任公司）