600MW超臨界機組爆管原因及分析

李吉鋒

（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150046）

600MW超臨界機組爆管原因及分析

李吉鋒

（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150046）

鍋爐是現代企業生產中的重要機械設備，很多設備的運行需要鍋爐的配合，因此在生產中，如果鍋爐出現問題，那么就會造成停產影響企業的經濟效益。文章根據作者自身多年的工作經驗針對600MW超臨界機組爆管原因進行分析和研究，找出了導致鍋爐出現爆管的原因，同時根據存在的問題提出了相應的解決措施。

鍋爐 超臨界機組 爆管 原因分析 改進措施

在生產的過程中鍋爐出現爆管進而影響生產的順利進行是我們常見的狀況。為此下文就600MW超臨界機組爆管原因進行分析和研究。并針對存在的問題提出相應的解決措施，進而為廣大的業內人士提供借鑒。

1 鍋爐的水冷壁異常及爆管的情況

鍋爐在運行的過程中由于會產生較大的熱量，如果不及時的進行熱量的疏散，那么就會對鍋爐的零部件產生不良的影響。為此我們采用水冷系統，通過流動的冷水帶走鍋爐產生的熱量，抱枕零部件在一個安全的溫度下進行運行。水冷系統中的重要組成部分水冷管，在降溫的過程中發揮重要的作用。水冷管的內壁如果在運行中出現異常情況，包括水冷壁向內部凹進或是向外部突出導致冷水管砸扁變形，如果變形量控制在合理的范圍內那么水冷系統會穩定的運行，但是如果水冷系統在發生形變過程中，形變過大，形變量超出合理的范圍，就有可能導致水冷管發生爆管事故。

2 鍋爐水冷壁出現爆管理論分析

2.1 水動力特性分析

鍋爐的水動力特性是指鍋爐的受熱面系統受熱時，鍋爐內部的熱負荷達到一定時，水的流量與降壓之間的關系。一般情況下我們將誰的流量與降壓之間的關系描繪出一條曲線也就是我們所說的水動力特性曲線。如果水動力特性出現多限制，即在一個壓差的情況下出現多個不同的流量，在流量下的水管內由于熱負荷相同，水管流量下的管內溫度急劇升高就會對鍋爐的管壁產生巨大的壓力進而導致出現爆管。所以對鍋爐的水動力運行的特性進行分析研究，獲得水管內部介質的流動穩定情況，分析金屬管內是否存在傳熱惡化，進而更好的保障水冷系統的穩定十分關鍵。

2.2 脈動分析

鍋爐在運行的過程中，鍋爐蒸發管內的流體如果以音速傳播的壓力擾動和以流動速度傳播的流量之間擾動產生的滯后和反饋，流量就會發生可觀的周期性脈動。如果鍋爐的水冷管壁內產生脈動現象，加熱水區段和蒸發區段的分界點不斷發生變化。如果在這一條件下鍋爐的加熱條件發生變化就會導致加熱管內的水溫發生劇烈變化。水冷管開始出現周期性的變化，最終導致水冷壁管在承受交變應力的作用下出現疲勞損壞。一般脈動分為三種情況，壁管間的脈動、屏間脈動以及整體脈動。在這三種脈動中主要受到管間脈動的影響。

3 600MW超臨界機組爆管原因分析

對于鍋爐的運行過程中由于受到各種因素的影響，鍋爐的水冷管壁容易出現爆管現象。通常情況下主要受到，自然因素的影響，同時也包括一定的人為因素，例如檢查檢修不合理，檢修過程中錯誤操作導致的爆管。鍋爐自身也有可能引起鍋爐的爆管現象。如鍋爐水動力多值性，水冷壁管內介質流動產生的脈沖。鍋爐爐內熱負荷分布不均勻產生的局部超溫發生爆管等等。下面我們就常見的鍋爐爆管原因進行分析：

3.1 燃燒調整不當導致的鍋爐爐內熱負荷分布不均勻

在鍋爐的實際運行中由于受到不同煤質的影響導致鍋爐的爐內熱負荷分布不夠均勻。由于在實際的生產中，企業對于原料煤質的采購一般是根據實際的經濟狀況，因此導致在原料的收購過程中出現不同的煤質，煤質的不同也就導致煤質燃燒過程中產生的熱量不同。如果再生產中不斷的變換煤質，導致鍋爐內部的熱負荷不斷進行變更，從而使得鍋爐內部的熱負荷分布不均，這個原因也最終導致水冷受熱不均。

3.2 水冷壁熱差偏大，水冷壁管變型不一

由于鍋爐運行過程中受熱情況不均導致鍋爐的水冷壁受熱出現偏差，進而影響了水冷管內壁出現不規則的變形。當水冷管在運行過程中，整個水冷管分成不同的受熱區間，由于溫度的不同，導致出現受熱偏差，在同一水平面上的水冷管壁在溫度梯度大的區域受到的熱力的影響較大，變形量幾乎接近臨界變形量，導致水冷管發生嚴重的變形。另外對于鍋爐水冷管壁在發生嚴重變形后即使在屏間溫差大的地方也會出現爆管的現象。

3.3 施工安裝過程中的疏忽

鍋爐在安裝的前期一定要做好相應的準備工作。要充分的考慮到鍋爐水冷管壁的熱膨脹余量。保證水冷壁管在受熱膨脹后有足夠的空間進行活動，防止膨脹受限最終引發爆管的現象。鍋爐安裝前我們制定較為詳細的安裝計劃，編輯安裝程序施工圖，按照圖紙的規定進行施工安裝，并做好檢查工作。

4 改進措施

4.1 設備改進

設備改進工作主要是對限制受熱面膨脹的區域進行改進，為受熱膨脹奠定基礎條件。首先我們可以對爐底大包前后底集箱密封進行改進。下入集箱內部的連接管，由密封板，改為搭接式。相鄰搭接集箱連接環打斷。采用單邊抱箍式進行定位。其次我們要對爐頂大包集箱保溫及后包墻管進行保溫。將頂棚出口各相鄰分集箱間連接環打斷后采用單邊抱箍。對大包爐底剛性梁插銷、錨點有缺失及脫焊的部位按照改進的要去進行補全或是進行加固。當各個部位的密封進行改進后鍋爐的水冷壁管上下不再被進出口聯集箱卡死。保證受熱過程中水冷壁管較大的膨脹空間，這就使得在膨脹的過程中受到的限制降低，爆管的現象被遏制了。

4.2 燃燒運行調整

鍋爐在運行的過程中需要燃燒大量的的煤炭資源。由于產煤區域的不同，煤質的燃燒質量也會不禁相同，好的煤炭單位質量內產生的熱量高，質量較差的煤質單位質量內產生的熱量低，供應鍋爐的熱量也就相對較少。這就對鍋爐的受熱部位產生不同的熱量供應，導致熱量分布不平衡，需要我們及時的進行處理。

5 結語

總之，文章在研究分析600MW超臨界機組爆管原因同時提出了相應的改進措施，既保證鍋爐的安全穩定的運行同時也提升企業的經濟效益，為我國的鍋爐安全使用提出寶貴的借鑒。

［1］樊泉桂.超臨界鍋爐水冷壁工質溫度的控制［J］.動力工程，2006，26 （1）：38-41，100.

李吉鋒（1978—），男，畢業于南京河海大學熱能與動力工程專業，工程師，現就職于哈爾濱鍋爐廠有限責任公司。