燃煤鍋爐超溫超壓超負荷運行危害的解決方法

王振芳

(內蒙古科技大學，內蒙古 包頭 014010)

根據鍋爐原理中超負荷運行時有：主蒸汽品質差、鍋爐尾部易產生冷凝腐蝕、鍋爐內部水循環遭到破壞等不利影響；燃煤鍋爐超溫超壓運行，可能造成燃煤鍋爐各個換熱器及管路出現爆管現象。燃煤鍋爐超溫超壓超負荷運行時有哪些危害，筆者簡單介紹了燃煤鍋爐超溫超壓超負荷運行產生的原因及處理方法。

1 燃煤鍋爐超過額定壓力運行危害

當燃煤鍋爐的主蒸汽壓力超過設計時的額定壓力時，簡稱為超壓運行，鍋爐超壓運行時的危害有：①燃煤鍋爐設備的水冷壁、屏式過熱器、過熱器等金屬管可能會發生變形，當超壓運行過大時，燃煤鍋爐設備的水冷壁、屏式過熱器、過熱器等金屬管可能發生爆管、嚴重時導致鍋爐爆炸；②連接管子的焊口，在超壓時可能會使焊口產生裂紋，而導致管內蒸汽的泄漏，嚴重時甚至造成危害；③超壓蒸汽對噴嘴和汽輪機的運行產生不利影響。

2 燃煤鍋爐超過額定溫度運行危害

燃煤鍋爐輸出主蒸汽的溫度超過其設計時的額定溫度的時候，簡稱鍋爐超溫運行，這時產生的危害有：①鍋爐本體的金屬材料，運行溫度超過了設計時額定溫度，金屬材料的老化速度會加快。②金屬材料蠕變損傷速度會加快，從而導致鍋爐不能正常運行。③金屬材料耐久強度會下降，如12Cr1MoVG材質，當12Cr1MoVG材料溫度為540℃時，12Cr1MoVG材料的持久強度為124 MPa；當12Cr1MoVG材料的溫度為570℃時，12Cr1MoVG材料的持久強度下降為85 MPa。由此可見，12Cr1MoVG材料溫度升高了，而12Cr1MoVG材料的持久強度卻降低了，這樣，燃煤鍋爐運行壽命縮短，造成運行成本增加。④第三、第四級過熱器煙氣側的管道容易發生高溫，從而造成管道被腐蝕。隨著蒸汽的溫度逐步升高，會導致過熱器的金屬強度也在逐步下降，過熱器使用壽命縮短，不利于燃煤電廠安全生產運行，所以對燃煤鍋爐蒸汽調溫控制是必需的。⑤燃煤鍋爐水冷壁積灰或者結焦，導致燃煤鍋爐換熱器溫度過高爆管。⑥再熱氣溫的調節同樣也會對主蒸汽溫度有影響。

3 燃煤鍋爐超過負荷長時間運行的危害

由鍋爐運行原理可知，燃煤鍋爐的蒸發量分為額定蒸發量和最大連續蒸發量兩種情況，當燃煤鍋爐出力高于最大連續蒸發量時，其危害性主要有：①增大蒸汽流量，蒸汽流動阻力增大，鍋爐設備承受的壓力也會升高，燃煤鍋爐設備的承受力就會改變。②超負荷運行會導致燃煤鍋爐蒸發系統內工質流速不斷地增大，工質流動的阻力也會相應地增大，這就會對水循環產生不利的影響。③由于超負荷運行，燃煤鍋爐的蒸發量勢必要增大，如果設備排污不夠及時，會加快鍋爐的結垢速度，可能造成超溫等問題。④超負荷運行將導致蒸發面負荷和蒸汽空間容積負荷都增大，飽和蒸汽含水量將增大，從而蒸汽品質下降，汽輪機作功能力受影響，導致汽輪機末級腐蝕等問題。

4 燃煤鍋爐超溫超壓超負荷的原因

燃煤鍋爐管路由于超溫等原因而導致鍋爐爆管。在現場燃煤鍋爐爆管事故的檢驗中，查出了由于燃煤鍋爐的四管(其中水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器)金屬過熱所致燃煤鍋爐爆管事故占燃煤鍋爐爆管事故總數的30%左右，磨損性原因和耐受腐蝕性原因所致燃煤鍋爐爆管事故各占大約15%，管的焊接質量不符合要求占燃煤鍋爐爆管事故大約30%，其他的原因則只有大約15%。

4.1 煤水比出現了問題

對于燃煤直流鍋爐而言，煤粉與給水的比例出現失調，導致汽水分離器出口蒸汽溫度異常；如果使用不同煤礦的煤，由于煤粉的發熱量不同，雖然煤水比正常，也會出現超溫問題；如果燃燒器的傾角改變，導致爐膛火焰中心位置發生改變，也會影響鍋爐各個換熱面，導致鍋爐超溫問題；如果磨煤機磨得煤粉粗細差別大，或者一次風送粉均勻度發生改變，也會導致燃煤鍋爐出現超溫。

4.2 給水溫度和吹灰器的影響

如果燃煤鍋爐給水溫度高了，將會導致燃煤鍋爐超溫；如果燃煤鍋爐使用的煤粉含灰分大，吹灰器不能及時清灰，使爐膛內產生嚴重積灰，導致水冷壁管壁溫度過高，出現燃煤鍋爐的超溫問題；如果煤粉燃燒不徹底出現結焦，也會導致鍋爐超溫運行。

4.3 尾部煙道擋板開度影響

鍋爐尾部煙道的煙氣擋板是控制鍋爐尾部受熱面的換熱量，如果鍋爐尾部煙道的煙氣擋板開度發生變化，導致低溫過熱器或者低溫再熱器換熱異常，導致燃煤鍋爐超溫運行。

4.4 負荷變化影響

根據用戶負荷的變化，需要不斷調整電廠的負荷，這樣鍋爐負荷也要發生變化，如果負荷降低，需要的蒸汽量降低，如果沒有及時調整燃煤量，就會導致燃煤鍋爐出現超溫超壓現象。

4.5 高過減溫水變化的問題

高溫過熱器減溫水控制失靈，可能出現減溫水量減小，出現主蒸汽超溫超壓現象，如果不及時進行處理，過熱器長時間工作在超溫超壓狀態，會導致過熱器老化，影響過熱器的使用壽命。

5 燃煤鍋爐超溫超壓超負荷的解決方法

燃煤鍋爐出現超溫、超壓和超負荷等問題，如何避免問題的發生以及如何處理這些問題。都是關乎燃煤鍋爐運行安全的問題，必須加以重視。

5.1 煤水比問題的處理

出現燃煤鍋爐的超溫現象，如果是煤粉和水的配比出現了差異，調節煤粉比；如果是使用了不同煤礦的煤，因發熱量不同，需要改變煤水比，直到主溫度達標。

5.2 燃煤鍋爐過熱器超溫處理

在對鍋爐整體設計時，如果存在鍋爐內溫度高，水汽運轉不暢，受熱面結構布置不合理，水蒸氣流量低的情況都會引起過熱器超溫。在電廠鍋爐的檢驗過程中如出現異物堵塞，屏式過熱器聯箱隔板倒了等情況，會造成工質流動不暢，造成過熱面超溫，管體的爆裂。在運行中可能會出現由于燃燒溫度控制不當，火焰偏斜、火焰上移、一、二次風配比不夠、燃燒不完全導致在煙道中產生二次燃燒、蒸汽流量控制不足、降低溫度和加熱器減速停止不當、高壓加熱器投入效率低等情況，也可能會直接造成高壓加熱器管路的溫度超標。除此之外，我們還要特別注意，要提高鍋爐給水質量，避免出現流動阻塞，不影響過熱器傳熱。做好對鍋爐進行燃燒與調節，防止鍋爐火焰中心的傾向偏斜。注意控制鍋爐的磨煤系統，控制煤粉顆粒的大小，合理使用一、二次風的量及配比，防止煤粉在燃燒時產生結焦，減少受熱偏差，防止鍋爐后尾部重新燃燒，從而保證鍋爐的給水品質以及運行中的汽水品質合格。

5.3 噴水減溫問題的處理

鍋爐超溫如果是噴水減溫的問題，要查找是一級噴水減溫還是二級噴水減溫的問題，如果確定就查找是閥的問題還是控制系統的問題，具體措施是在使用前應將主機上相應的降壓和減溫水調解閥門切換到手動，適當地降低升、減負荷的速度，防止發生主汽車過熱，及時與維護人員進行處理。

5.4 燃煤鍋爐超壓超負荷處理

出現此類問題時要找出引起它的原因，查找超壓根源是什么？是燃煤的問題還是給水的問題，調整煤水比；如果是負載增加，那就要采取降負荷的方法解決；如果是給水量引起的，就要降低給水量。

5.5 鍋爐超溫超壓的處理

如果在鍋爐運行時，管壁受到的液體壓力過高，就會造成過熱器和再熱器出現爆管現象，我們就要找出是哪方面的原因導致壓力過高，比如火焰中心上移，導致蒸汽溫度過高引起壓力增高等等，就要調節火焰中心。

6 結束語

無論是燃煤鍋爐的超壓、過熱、過高溫度，還是超負荷等情況均可能對燃煤鍋爐的運行造成非常不良的影響。①最重要的一個問題就是燃煤鍋爐運行的安全性，燃煤鍋爐高度超負荷運行，導致蒸汽機系統在高度超負荷時停止，不要一直以為鍋爐擁有了安全防護閥，就不會有任何問題，對鍋爐安全事故要提前預警，同時我們必須做出相應防護管理措施及相關應急預案。②就是這些鍋爐設備的使用壽命問題，縱然我們的鍋爐設備在短時間內超負荷的運行沒有問題，但鍋爐設備的使用壽命將會大幅度的縮短，影響整個電廠的運行，也可能影響到工業生產的正常進行。因此，燃煤鍋爐的正常運行負載應盡可能地控制在正常所需允許的范圍內，保障電力供給，讓生產順利進行，造福人民。