(中國電建集團河南工程有限公司,河南 焦作 454191)
鍋爐受熱面是進行熱能轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備,一側(cè)的金屬面需要長期處于高溫高壓的運行環(huán)境下,另一側(cè)需要與水或者油接觸來傳遞熱量,其所承受的負荷比較復(fù)雜,既要保證在高溫高壓環(huán)境下能夠正常運行,還要保證水、油中含有的介質(zhì)對其產(chǎn)生的損壞。所以對受熱面材質(zhì)的選擇有很大的要求,在進行設(shè)計工作的過程中,就需要詳細了解鍋爐的運行參數(shù),然后根據(jù)受熱面需要承受的各種荷載,來確定所需材質(zhì)的耐高溫性、耐腐蝕性、強度、韌性等各種性能。如果受熱面選擇的材質(zhì)不達標,在運行過程中,就會因為實際溫度超過自身的極限而導(dǎo)致管子發(fā)生蠕變變形,在高壓的作用下就會發(fā)生爆管。
由于鍋爐受熱面管需要承載的高溫高壓荷載較大,對管子的質(zhì)量、硬度、韌性等要求較高,設(shè)計鍋爐系統(tǒng)時還需要考慮鍋爐熱傳遞和熱損耗問題,因此鍋爐受熱面管子為金屬材料。雖然這些金屬材料都做過氧化保護,但當氧化層脫落的時候與水、氧氣接觸會產(chǎn)生腐蝕,久而久之造成受熱管面便薄,容易出現(xiàn)爆管。
當管壁金屬受到灰粒的高速沖擊時,會導(dǎo)致爐管磨損,尤其在省煤器的煙氣出入口處、水冷壁管以及出列的管子處等。鍋爐受熱面管的磨損主要為飛灰磨損,這和受熱面的安裝質(zhì)量、煤灰特性布置方式以及煤灰特性有著很大的關(guān)系。結(jié)焦導(dǎo)致爆管通常在爐膛底部水冷壁中較為常見,主要是因為燃煤選用不合理、運行調(diào)節(jié)不當?shù)葘?dǎo)致的;在各個受熱面的管排,容易發(fā)生由于設(shè)備老化導(dǎo)致的爆管情況,這是因為設(shè)備老化后,運行參數(shù)無法保持穩(wěn)定和長時間運行造成的;而在過熱器管排中,由于氣流不均衡、煙溫調(diào)節(jié)不當以及保護措施失效等會發(fā)生過熱,從而引起爆管。
鍋爐受熱面管道屬于鍋爐系統(tǒng)的重要組成部分,是直接參與熱量輸送的設(shè)備。由于鍋爐系統(tǒng)運行的整體性較強,受熱面管道爆管會直接影響鍋爐系統(tǒng)的正常水位,導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)運行異常,容易引起更多的系統(tǒng)安全事故。為了降低鍋爐受熱面爆管的事故,應(yīng)該提高鍋爐設(shè)備建設(shè)的質(zhì)量標準和設(shè)計規(guī)范,選擇高標準、高質(zhì)量、綜合屬性較好、高溫高壓荷載能力更強的鍋爐設(shè)備,從建設(shè)源頭上降低鍋爐受熱面爆管事故的發(fā)生。
為了提高鍋爐系統(tǒng)運行的安全性和可靠性,降低受熱面爆管事故的發(fā)生,要改善鍋爐設(shè)備建設(shè)焊接的技術(shù),加強對于焊接技術(shù)工人的培訓(xùn),提高焊接工人的焊接技術(shù)。在鍋爐設(shè)備建設(shè)的焊接的過程中,還要加強焊接施工的監(jiān)督管理,加強受熱面管的焊接質(zhì)量檢查,針對鍋爐受熱面管焊接不充分、不融合等問題加強質(zhì)量檢查,做好焊接質(zhì)量保障工作,最大程度消除因為焊接質(zhì)量造成的受熱面爆管安全隱患。
對鍋爐進行全面檢查時,重點檢查和維護吹灰器,發(fā)現(xiàn)故障,及時對吹灰器采取合理有效的控制措施。吹灰器在運轉(zhuǎn)時,找到吹灰的最佳時間段,在吹灰的基礎(chǔ)上保障良好的吹灰效果。吹灰結(jié)束后相關(guān)工作人員要及時檢查吹灰器。在結(jié)構(gòu)方面優(yōu)化受熱面,在鍋爐的尾部噴涂的材料必須是耐磨性好的,不但可以增加過熱器管子的使用壽命,值得注意的是,在噴涂材料時要要加裝防磨罩,這樣一來防磨罩更加耐磨。
根據(jù)磨損的原因分析,可以對受熱面的布置方式以及爐型結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,盡量減少因為結(jié)構(gòu)上的設(shè)計失誤而導(dǎo)致爆管事故的發(fā)生。根據(jù)鍋爐的運行狀態(tài),合理控制煙氣流速,加強對燃料、脫硫劑以及殘渣等物料在粒徑以及成分上的控制,盡量減少對受熱面的磨損量;降低受熱面過熱的措施主要包括控制煙溫、鍋爐給水量、水垢等,避免局部超溫現(xiàn)象的發(fā)生;針對結(jié)焦現(xiàn)象,應(yīng)該合理選擇煤種,優(yōu)化燃燒控制,減少結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生;定期檢查受熱面中的各項設(shè)備,出現(xiàn)老化現(xiàn)象及時更換。對受熱面進行定期清理和檢查,避免因為運行維護不到位而導(dǎo)致的爆管事故。
必須嚴格按照鍋爐停爐保養(yǎng)有關(guān)規(guī)定和要求,對處于長期停爐狀態(tài)的鍋爐進行防腐維護保養(yǎng)。防腐方面主要是選用合適的保養(yǎng)方法,維護方面主要是對受熱面宏觀檢查、輔助設(shè)備定期試轉(zhuǎn)等,保持設(shè)備良好狀態(tài),并詳細記錄設(shè)備維護保養(yǎng)的全部過程,為后期鍋爐運行提供詳細的技術(shù)資料。
在火電廠運行過程中,鍋爐受熱面爆管會直接導(dǎo)致停爐檢查,不僅對鍋爐自身的性能以及安全性產(chǎn)生一定的影響,同時對火電廠也會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟損失。受熱面爆管是不可避免的安全事故,但是通過設(shè)計、安裝以及運行等各方面的共同努力,能夠降低爆管的發(fā)生幾率,從而減少火電廠的經(jīng)濟損失。