供热锅炉过热器的爆管原因及措施

[摘 要]锅炉过热器是回收锅炉烟气能量的,使锅炉出来的蒸汽可以获得加热,变为干蒸汽,有利于提高锅炉热效率,也有利于蒸汽轮机避免水击,回热器是从蒸汽轮机的乏蒸汽中回收能量,加热进入锅炉的循环水。这些装置是大型锅炉蒸汽系统的辅助集热装置,都有利于提高锅炉系统的能量效率,能够把饱和蒸汽加热到具有一定温度的过热蒸汽提高电站效率。本文分析了锅炉过热器的爆管原因及采取的措施。

[关键词]供热锅炉;过热器;爆管原因;采取措施

一、爆管原因

某热电有限公司是地方热电企业,装有五台UG-35/3.82-M11型中温中压链条锅炉,主要承担市区供热及企业用汽。冬季,由于热负荷太高,所有炉同时并列运行,仅能勉强满足供热用户的需要。供热能力的不足,造成了生产紧张、无备用炉的现状。

5号炉从11月12日运行到12月27日出现了过热蒸汽超温的现象,使此炉带负荷能力降低,供汽量减少。经检查,超温是由于炉膛受热面结焦引起的。如果停炉处理,供汽形势将更加紧张。为此,决定正常运行中投入清灰剂,以解决炉膛受热面结焦的问题。15天后,5号炉蒸汽流量一直下降,从35吨降到23吨,最后突然降到11吨,并有烧正压现象。5号炉被迫紧急停止运行。停炉后发现高温段过热器左侧第六排管子有一管段爆管。破口呈喇叭形,壁厚减薄厉害,管子严重胀粗,管径由Φ38胀到Φ41,周围管段均有不同程度胀粗现象。管子破口边缘锋利,从破口情况分析,系瞬间过热爆管所致。

二、爆管原因分析

1.汽水分离不良引起过热器爆管。检查其运行记录,给水及炉水分析数据都正常;没有严重超负荷情况;水位自控工作正常,没出现过满水或水位过高的现象。取出其堵塞物观察为黑色、溶解性较好。从上述运行情况的调查及分析测定数据,排除了汽水共腾;严重超负荷;满水等原因而引起的事故。

测定出的堵塞物,都是可随饱和蒸汽的水分带出,而又是蒸汽难以携带的物质。必然是饱和蒸汽的汽水分离不良,这些杂质随水分带入过热器内,水分蒸发而杂质沉积所致。因此,判断为锅筒内的汽水分离器发生故障。

停炉后检查果然不出所料,锅筒顶部的汽水分离器,其中有一个在锅护生产过程中与锅简焊接时,只点焊定位,焊工忘了焊死。饱和蒸汽由四周缝隙短路而进入过热器,不起汽水分离作用。饱和蒸汽携带炉水进入过热器,护水被蒸发,其所含的杂质沉积在过热器管中而引起堵塞爆管。经补焊后,过热器工作正常。

2.过热器爆管事故的判断及蒸汽溶解盐类引起过热器爆管。事故调查时,根据运行记录及司炉反映,事故发生当时情况下:司炉从仪表上发现引风机电流突然增高,蒸汽压力及温度都下降,而且接到汽机车间电话告知汽压、汽温都下降,均超过了规定的下限。司炉工立即向运行班长汇报。运行班长检查发现:锅炉水位正常、排烟温度下降、给水流量变动不大,但蒸汽流量显著下降。又观察:烟色发白,炉墙内有喷汽声。班长断定为过热器爆管,并立即向值班长汇报情况,取得同意后停炉。

停炉后检查,锅筒内网状汽水分离器正常,但其外框与锅筒壁接合處间隙过大。此外在结构尚未发现其他问题。补给水为一级除盐,出水硬度及电导率都合格,但电导率在标准的上限。给水硬度、溶解氧及PH值都合格。运行中不进行蒸汽品质的测定,对铁、铜、钠、总含盐量、SO2含量都不进行测定和控制。

根据调查分析提出如下建议:

3.蒸汽的杂质携带。蒸汽的杂质携带包括机械携带(即水滴携带)和选择携带两个方面。虽然在蒸汽锅炉的上锅筒内装有汽水分离装置,但总不能使蒸汽中的水滴完全彻底地分离出去,锅水含盐量较浓,随着水滴带出盐类,即水滴携带而引起蒸汽含盐量增高这个概念很容易被接受。但溶解携带的概念则不易被接受,因为一般的概念都认为“蒸汽不溶解盐类”。盐类物质可溶于锅水,也可溶于蒸汽,但溶于蒸汽中的量比溶于锅水的量小很多,并且溶于蒸汽中量的多少与锅水中这种盐类溶解的量成正比。锅炉压力不同,其选择携带的分配系数不同,压力越高分配系数越大。低压锅炉的分配系数很小,蒸汽污染主要是机械携带,而选择携带的污染可略而不计,可视为分配系数为零,即蒸汽由不溶杂质,但对中压及高压锅炉,则选择携带的作用应予以考虑。

三、措施

1.调整了一级、二级减温水的比例,使管子的壁温由580℃降低为540℃,分别串联在过热器之间,第1级水量为3.5 t/h,减温幅度为10℃,第2级水量为3.7t/h,幅度为18℃,采用给水直接喷入。第1级在低过和屏过之间的低温段过热器出口环形联箱两侧,第2级安装于高过的中间联箱。第1级粗调喷水量决定于减温器前的蒸汽参数,并保证屏过管壁温度不超过允许值;第2级作为细调,控制过热器的出口汽温在额定值。

2.烟气侧的调节。改变过热器的对流吸热量,通常靠改变经过过热器的烟气量和烟气温度来实现。燃烧工况的改变对汽温有一定影响,因此,在锅炉运行中,应根据实际情况,改变喷燃器的倾角和上、下排喷燃器的运行方式,从而改变火焰中心的位置和炉膛出口烟温,并通过调节风量挡板,使流经过热器的烟气量发生变化而达到调节汽温的目的。应注意的是,喷燃器的运行方式和风量的调节,首先应满足燃烧的要求,这有利于设备的安全和提高锅炉效率,因此烟气侧调整只能作为辅助手段。此外,当负荷过低时,不能用上倾火焰中心高度来增加汽温,以防止锅炉灭火或煤粉在烟道内再燃烧而发生事故。

3.控制汽温的变化。

(1)调节燃煤量。当锅炉负荷有较大变动,需启、停1套制粉系统时,投入的喷燃器应均衡。当炉负荷变动不大时,可通过调节运行着的制粉系统出力来解决。如:负荷增加,开大排粉机进出口风量挡板,增加磨煤机出力使磨煤机内少量的存煤作增负荷时缓冲调节,然后再增加给煤量。

(2)调节燃烧风量。当外界负荷变化时,应对风量作相应的调整。实际运行中,随着过量空气系数的增加,利于完全燃烧。但是过量空气的增加要适当,同时烟气流速加大,造成送、引风机的耗电量增加,经济性降低,加剧低温段的磨损,因此要严格监视氧量的变化。

总之,改变投清灰剂方式后,5号炉运行情况大大改善,一直到供热期过后,蒸汽温度等各项参数均正常。其他锅炉受热面结焦时,也以此方式投清灰剂,使用半个月后,过热器集灰脱落,管壁上的焦渣由硬变酥变脆。改变了以往难清理的问题,减轻了体力劳动。减小了受热面热阻,锅炉热效率提高3%,增大了锅炉出力,得到了较大的经济效益。

参考文献:

[1]吉贵宏. 锅炉高温过热器及再热器状态检验和寿命评估研究[D].武汉大学,2004.□(编辑/永安)

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