余熱鍋爐受熱面常見問題及解決方法

摘 要：文章主要介紹了余熱鍋爐受熱面常見的問題，以及在實際中的應用中的解決方法。并對如何提升管子的使用壽命作出了探討，希望可以為相關工作人員提供幫助僅供參考。

關鍵詞：余熱鍋爐；受熱面；常見問題；解決方法

文章主要介紹了余熱鍋爐受熱面管子在高溫煙氣沖刷和腐蝕的情況下，進行具體分析，以及如何提高管子使用壽命。余熱鍋爐在當今社會的工業生產中得到廣泛應用，特別在煉油、造紙、煉鋼、化肥等行業以及垃圾焚燒等，起到日益重要的作用。其中一方面對整個生產過程中余熱的充分合理的回收利用，并進行工業發電，降低能耗，低碳環保，提高生產裝置綜合熱效率。另一方面，降低了污染，滿足環境保護的要求。因此，余熱鍋爐的正常運行，對正常生產起到至關重要的作用。這要求我們在設計、制造過程中充分考慮煙氣成份的特殊性，盡量延長鍋爐的使用壽命。在此對余熱鍋爐運行有較大影響的并具有一定典型性的問題作一些探討。

眾所周知，余熱鍋爐煙氣特性，各有不同，例如煉油廠的煙氣溫度，平均在550℃左右，最高達到650℃。而造紙黑液堿回收燃燒熔融狀態的堿液溫度高達1000℃以上，并且在煙氣中含有CO、H2S、SO2、H2O等對鋼管有腐蝕作用的成份，有的煙氣中含有極硬的碳粒子，對鋼管的沖刷磨損危害極大，這些在鍋爐設計應加以考慮，下面對過熱器、蒸發器、省煤器管子的情況逐一進行分析說明。

1 過熱器

過熱器一般布置在煙氣溫度較高的地方，也是受煙氣沖刷磨損最厲害的地方，管子經常出現爆管問題。一方面在蒸汽量品質及溫度有效控制的前提下，出現爆管最主要的原因是管子受到沖刷磨損減薄、強度下降引起的。例如煉鋼廠干熄焦鍋爐，由于煙氣中含有焦粉顆粒，其顆粒的耐磨性M10達到7.29%。在高溫狀態下，對過熱器管子沖刷磨損相當厲害，因此考慮到鍋爐運行壽命（一般為15年），我們在具體計算時應控制氣體流速，一般<8米/秒，并在過熱器管子上噴涂耐磨、耐高溫合金，采用超音速噴涂的方法，全面提高管子對煙氣中顆粒的抗磨性。而對于其他鍋爐來說，一般在沖刷嚴重處增加防磨套管，對延長使用壽命起了積極的作用。另一方面，如果蒸汽品質、蒸汽量得不到有效控制，過熱器同樣也會出現爆管現象。管子里走的蒸汽，在蒸汽帶水嚴重的情況下就出現管壁結垢的現象，從而出現爆管；在蒸汽量極少的情況下，管子出現干燒現象，對于一般合金鋼來說，溫度為550℃，在煙氣高溫作用下會出現爆管現象。因此我們在設計時：（1）充分考慮到余熱鍋爐煙氣不穩定性，盡量保證蒸發量在正常范圍內，低負荷運行時，應采用不銹鋼或更好材質的管子；（2）嚴格控制汽包出口的蒸汽品質，采用旋風分離等裝置來減少蒸汽中的水含量。

2 蒸發器

蒸發器是余熱鍋爐最主要的受熱面，大部分煙氣熱能在此得以回收利用，在實際運行過程中普遍存在以下問題：因吹灰而帶來的爐管破損，由于余熱鍋爐具有大量的換熱管束，而煙氣中或多或少含有一定量的灰份，隨著運行時間的推移，勢必導致管子的積灰，從而影響傳熱及煙氣的流動。為了清灰，大多采用固定旋轉式吹灰器對管束進行吹灰清理。但實踐表明，使用蒸汽作為介質時，隨著時間的推移，出現吹灰管附近管束因集鹽而被腐蝕損壞，特別是采用飽和蒸汽吹灰時尤為嚴重。因此設計時采用壓縮空氣，對于煙氣中灰份附著力不高的鍋爐應采用聲波除塵器，效果比較明顯。對于煙氣中帶有粘性的灰粉，對流管束一般采用蛇形管，除灰時應采用振打裝置。

3 省煤器

省煤器通常布置在煙道尾部，煙氣溫度較低，其用來降低排煙溫度，滿足環保要求。我們知道，由于煙氣中SO、CN-、O2等與管壁水汽形成的露點腐蝕，會造成局部管壁壁厚增厚，因而爆管噴射出來的高溫高壓水和蒸汽致使相鄰的管子大面積受損，而受損的管子噴射出來又以同樣方式影響其他管子，造成惡性循環。大量的研究表明，在余熱鍋爐上省煤器的露點腐蝕是一個普遍而且較為嚴重的現象，短的甚至運行一兩個月就會腐蝕而損壞，如何解決好這類問題，是提高省煤器壽命的關鍵。認為：（1）提高省煤器進水溫度，這種方法已在多臺鍋爐使用效果十分明顯。省煤器內水溫越高，在相同的排煙溫度下，它與煙氣接觸的表明溫度也就越高，因而表面結露相對越難，可以有效減少腐蝕。具體做法：一種是在省煤器前設計一臺給水預熱器，把省煤器出口水一部分引入給水預熱器，采用水換熱把省煤器進口水溫提高；另一種是在省煤器前設置一個混合集箱，把減溫器回水及小部分省煤器出口水提高水溫。（2）另一個行之有效的方法是從管子材質考慮，通過提高材質的防腐性能，從而有效地降低排煙溫度。（3）對于煙氣中灰份既有磨損，又有腐蝕的省煤器管子，為保證使用壽命，可以采用表面處理的方法，形成表面防護層，既耐SO2、CN-和O2的腐蝕，又耐磨損。事實證明，采用化學鍍Ni-P的方法來保護管子外壁是可行的。因為化學鍍鎳層本身由Ni和P組成的非晶態鍍層，鍍層有很好的均鍍能力，鍍層厚度均勻，有很高的化學穩定性，經熱處理后有較高的硬度，鍍層孔隙率較低。經化學鍍Ni-P處理的鍋爐管子外壁的耐腐蝕、耐磨損，抗高壓水汽沖刷的能力得到提高。同時該方法較為經濟，若管子采用耐腐鋼，再加上化學鍍Ni-P，效果更好。另外水質問題引起爆管，在省煤器管子也比較明顯，特別對鍋爐使用壽命長就更需注意。若水處理不好，含氧量增加，造成氧腐蝕。因此應嚴格控制給水品質，甚至有的采用電站鍋爐的水質要求更高。

以上是作者在余熱鍋爐設計和運行中得到的一點體會，僅供參考。但余熱鍋爐還存在很多問題，只有在工作中不斷積累和總結，才能使余熱鍋爐設計精益求精。

作者簡介：滕百慧，女，工程師，2006年畢業于佳木斯大學，現從事鍋爐設計工作。