李吉鋒

（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150046）

600MW超臨界機(jī)組爆管原因及分析

李吉鋒

（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150046）

鍋爐是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中的重要機(jī)械設(shè)備，很多設(shè)備的運(yùn)行需要鍋爐的配合，因此在生產(chǎn)中，如果鍋爐出現(xiàn)問題，那么就會(huì)造成停產(chǎn)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章根據(jù)作者自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)針對600MW超臨界機(jī)組爆管原因進(jìn)行分析和研究，找出了導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)爆管的原因，同時(shí)根據(jù)存在的問題提出了相應(yīng)的解決措施。

鍋爐 超臨界機(jī)組 爆管 原因分析 改進(jìn)措施

在生產(chǎn)的過程中鍋爐出現(xiàn)爆管進(jìn)而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行是我們常見的狀況。為此下文就600MW超臨界機(jī)組爆管原因進(jìn)行分析和研究。并針對存在的問題提出相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而為廣大的業(yè)內(nèi)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(yùn)行的過程中由于會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，如果不及時(shí)的進(jìn)行熱量的疏散，那么就會(huì)對鍋爐的零部件產(chǎn)生不良的影響。為此我們采用水冷系統(tǒng)，通過流動(dòng)的冷水帶走鍋爐產(chǎn)生的熱量，抱枕零部件在一個(gè)安全的溫度下進(jìn)行運(yùn)行。水冷系統(tǒng)中的重要組成部分水冷管，在降溫的過程中發(fā)揮重要的作用。水冷管的內(nèi)壁如果在運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況，包括水冷壁向內(nèi)部凹進(jìn)或是向外部突出導(dǎo)致冷水管砸扁變形，如果變形量控制在合理的范圍內(nèi)那么水冷系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定的運(yùn)行，但是如果水冷系統(tǒng)在發(fā)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(dǎo)致水冷管發(fā)生爆管事故。

2 鍋爐水冷壁出現(xiàn)爆管理論分析

2.1 水動(dòng)力特性分析

鍋爐的水動(dòng)力特性是指鍋爐的受熱面系統(tǒng)受熱時(shí)，鍋爐內(nèi)部的熱負(fù)荷達(dá)到一定時(shí)，水的流量與降壓之間的關(guān)系。一般情況下我們將誰的流量與降壓之間的關(guān)系描繪出一條曲線也就是我們所說的水動(dòng)力特性曲線。如果水動(dòng)力特性出現(xiàn)多限制，即在一個(gè)壓差的情況下出現(xiàn)多個(gè)不同的流量，在流量下的水管內(nèi)由于熱負(fù)荷相同，水管流量下的管內(nèi)溫度急劇升高就會(huì)對鍋爐的管壁產(chǎn)生巨大的壓力進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)爆管。所以對鍋爐的水動(dòng)力運(yùn)行的特性進(jìn)行分析研究，獲得水管內(nèi)部介質(zhì)的流動(dòng)穩(wěn)定情況，分析金屬管內(nèi)是否存在傳熱惡化，進(jìn)而更好的保障水冷系統(tǒng)的穩(wěn)定十分關(guān)鍵。

2.2 脈動(dòng)分析

鍋爐在運(yùn)行的過程中，鍋爐蒸發(fā)管內(nèi)的流體如果以音速傳播的壓力擾動(dòng)和以流動(dòng)速度傳播的流量之間擾動(dòng)產(chǎn)生的滯后和反饋，流量就會(huì)發(fā)生可觀的周期性脈動(dòng)。如果鍋爐的水冷管壁內(nèi)產(chǎn)生脈動(dòng)現(xiàn)象，加熱水區(qū)段和蒸發(fā)區(qū)段的分界點(diǎn)不斷發(fā)生變化。如果在這一條件下鍋爐的加熱條件發(fā)生變化就會(huì)導(dǎo)致加熱管內(nèi)的水溫發(fā)生劇烈變化。水冷管開始出現(xiàn)周期性的變化，最終導(dǎo)致水冷壁管在承受交變應(yīng)力的作用下出現(xiàn)疲勞損壞。一般脈動(dòng)分為三種情況，壁管間的脈動(dòng)、屏間脈動(dòng)以及整體脈動(dòng)。在這三種脈動(dòng)中主要受到管間脈動(dòng)的影響。

3 600MW超臨界機(jī)組爆管原因分析

對于鍋爐的運(yùn)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(xiàn)爆管現(xiàn)象。通常情況下主要受到，自然因素的影響，同時(shí)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(cuò)誤操作導(dǎo)致的爆管。鍋爐自身也有可能引起鍋爐的爆管現(xiàn)象。如鍋爐水動(dòng)力多值性，水冷壁管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)產(chǎn)生的脈沖。鍋爐爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不均勻產(chǎn)生的局部超溫發(fā)生爆管等等。下面我們就常見的鍋爐爆管原因進(jìn)行分析：

3.1 燃燒調(diào)整不當(dāng)導(dǎo)致的鍋爐爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不均勻

在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中由于受到不同煤質(zhì)的影響導(dǎo)致鍋爐的爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不夠均勻。由于在實(shí)際的生產(chǎn)中，企業(yè)對于原料煤質(zhì)的采購一般是根據(jù)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)狀況，因此導(dǎo)致在原料的收購過程中出現(xiàn)不同的煤質(zhì)，煤質(zhì)的不同也就導(dǎo)致煤質(zhì)燃燒過程中產(chǎn)生的熱量不同。如果再生產(chǎn)中不斷的變換煤質(zhì)，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部的熱負(fù)荷不斷進(jìn)行變更，從而使得鍋爐內(nèi)部的熱負(fù)荷分布不均，這個(gè)原因也最終導(dǎo)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(yùn)行過程中受熱情況不均導(dǎo)致鍋爐的水冷壁受熱出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響了水冷管內(nèi)壁出現(xiàn)不規(guī)則的變形。當(dāng)水冷管在運(yùn)行過程中，整個(gè)水冷管分成不同的受熱區(qū)間，由于溫度的不同，導(dǎo)致出現(xiàn)受熱偏差，在同一水平面上的水冷管壁在溫度梯度大的區(qū)域受到的熱力的影響較大，變形量幾乎接近臨界變形量，導(dǎo)致水冷管發(fā)生嚴(yán)重的變形。另外對于鍋爐水冷管壁在發(fā)生嚴(yán)重變形后即使在屏間溫差大的地方也會(huì)出現(xiàn)爆管的現(xiàn)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(yīng)的準(zhǔn)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(jìn)行活動(dòng)，防止膨脹受限最終引發(fā)爆管的現(xiàn)象。鍋爐安裝前我們制定較為詳細(xì)的安裝計(jì)劃，編輯安裝程序施工圖，按照圖紙的規(guī)定進(jìn)行施工安裝，并做好檢查工作。

4 改進(jìn)措施

4.1 設(shè)備改進(jìn)

設(shè)備改進(jìn)工作主要是對限制受熱面膨脹的區(qū)域進(jìn)行改進(jìn)，為受熱膨脹奠定基礎(chǔ)條件。首先我們可以對爐底大包前后底集箱密封進(jìn)行改進(jìn)。下入集箱內(nèi)部的連接管，由密封板，改為搭接式。相鄰搭接集箱連接環(huán)打斷。采用單邊抱箍式進(jìn)行定位。其次我們要對爐頂大包集箱保溫及后包墻管進(jìn)行保溫。將頂棚出口各相鄰分集箱間連接環(huán)打斷后采用單邊抱箍。對大包爐底剛性梁插銷、錨點(diǎn)有缺失及脫焊的部位按照改進(jìn)的要去進(jìn)行補(bǔ)全或是進(jìn)行加固。當(dāng)各個(gè)部位的密封進(jìn)行改進(jìn)后鍋爐的水冷壁管上下不再被進(jìn)出口聯(lián)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(xiàn)象被遏制了。

4.2 燃燒運(yùn)行調(diào)整

鍋爐在運(yùn)行的過程中需要燃燒大量的的煤炭資源。由于產(chǎn)煤區(qū)域的不同，煤質(zhì)的燃燒質(zhì)量也會(huì)不禁相同，好的煤炭單位質(zhì)量內(nèi)產(chǎn)生的熱量高，質(zhì)量較差的煤質(zhì)單位質(zhì)量內(nèi)產(chǎn)生的熱量低，供應(yīng)鍋爐的熱量也就相對較少。這就對鍋爐的受熱部位產(chǎn)生不同的熱量供應(yīng)，導(dǎo)致熱量分布不平衡，需要我們及時(shí)的進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

總之，文章在研究分析600MW超臨界機(jī)組爆管原因同時(shí)提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，既保證鍋爐的安全穩(wěn)定的運(yùn)行同時(shí)也提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(zhì)溫度的控制［J］.動(dòng)力工程，2006，26 （1）：38-41，100.

李吉鋒（1978—），男，畢業(yè)于南京河海大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)就職于哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司。