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电厂锅炉爆管事件的发生近些年日益增多,对电厂运行人员的人身安全及电厂安全稳定运行带来重大影响,特别是热电联产机组冬季大负荷期间如果发生爆管被迫停炉将影响城市供暖。因此,本文主要以电厂锅炉爆管的原因作为研究对象展开讨论,并通过做好爆管预防工作、优化炉管过热现象、严格检修锅炉部件等措施来解决锅炉爆管问题,确保锅炉长周期安全稳定运行,为人们的生活带来便捷的同时从提升电厂的工作效率。
1.1 腐蚀原因 腐蚀原因主要有因炉管内部水质原因引起化学腐蚀、因关外温度过高引发的高温腐蚀等。当腐蚀达到一定程度后就会发生锅炉爆管现象。由于炉管内部的锅炉水在经过特殊处理后,其中含有的杂质会形成胶状物或沉淀,故而此种腐蚀对炉管内壁带来的影响并不大。所以,腐蚀爆管关键原因是高温腐蚀,反应类型有氧化物腐蚀、硫化物腐蚀、硫酸盐腐蚀等形成熔点较低的金属,在高温情况下会熔化流动至炉管外表面破坏氧化铁保护层,造成腐蚀,这种高温腐蚀常发生在水冷壁或燃烧高温区,在向火侧腐蚀速率过快,而背火侧基本没有任何变化。
1.2 磨损原因造成的爆管 飞灰磨损和机械磨损是锅炉受热面管子的主要磨损形式。其表现特征为管子外表面光亮,且壁厚持续变小。造成飞灰磨损的因素有很多,其中涉及结构、设计以及安装等多方面的问题。烟气形成的走廊主要集中在省煤器的管排与护墙之间、以及弯头与护墙之间;再热器与两侧护墙之间,该区域主要特点是流动阻力低,烟气的局部流速大大超过平均烟气速度,这样夹杂在烟气的固体磨粒会加重对管排的磨损。严重磨损主要发生的部位是弯头处、管卡附近的管子以及穿过墙体的管排处。机械摩擦主要是因安电厂建设施工疏忽而导致的管子未固定,或因管卡子受热产生形变,导致管排运行中发生震动或与管卡子发生碰撞摩擦,严重时发生爆管泄露。
2.1 加强检修管理,制定实施防磨计划 提高认识,加强四管的检查监督力度。防磨防爆人员要充分利用大、小修对四管进行宏观检查,坚持“逢停必检”原则,掌握锅炉四管金属长期运行中的性能规律,发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查,发现问题及时彻底处理。加强金属监督和化学分析,对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析,对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行测厚检查,对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。通过金相分析分批对管材老化的省煤器进行改造,过热器、再热器进行管材升级更换。加强四管附件的检查,如防磨瓦、管排卡子,整理管排,严防形成烟气走廊。对检修焊口做好无损探伤检验,把好焊接质量控制关。
2.2 加强维护检修,有重点的降低磨损 在维修期间应设专门的防爆防磨小组,对四管进行全面检查,及时发现高温腐蚀、膨胀变形、磨损、胀管等问题,及时消除隐患。对上述分析的易发生磨损部位应定期进行壁厚测量,对易发生超温部位应做局部取样进行金相分析。对于问题管子应及时更换。另外对于易于发生磨损部位,应积极与设计单位联系进行技术改造,加装防磨瓦,及时固定管卡子、防止烟气走廊的形成。
2.3 加强炉外小口径管道泄漏的防治 对炉外小径管如锅炉排污管、底部加热管、取样管,仪表管等,因管壁腐蚀、管材本身缺陷和焊接质量原因造成的泄漏,一是对管材升级并严格焊接质量,将汽包加药管、再热器流量、主汽流量表管的材质由原来的20G更换成1Cr19Ni9,将水冷壁下联箱底部加热和排污管由原来的20G更换成0Cr18Ni9Ti。管材升级后有效解决了炉外小管径管到管壁腐蚀问题;二是采用注胶、捻缝等方法进行带压堵漏。带压堵漏消除漏点快,一般漏点1h内即可完成堵漏,特殊的、规格较大的在数小时内也可以处理完毕。带压堵漏技术还有节约能源、防止污染,不破坏设备系统原貌,易于以后修复等。
2.4 水冷壁爆管预防措施 防止水冷壁爆管的措施保证给水和炉水的品质合格,减少水冷壁管内结垢和腐蚀;调整好燃烧,使火焰均匀不偏斜,防止水冷壁管受热不均,水循环被破坏;防止水冷壁管外部磨损;升温升压时严格按规程进行,控制好升压速度。
2.5 严格检修锅炉部件 (1)炉管轻微破裂时,若水位尚能维持原有工作,可短时间减轻负荷运行;(2)若炉管破裂较重,已无法维持原有水位和汽压时需要立即停炉;(3)若是数台锅炉共同供汽,需要将故障锅炉与蒸汽母管进行隔断处理。(2)处理过热器管爆破一般而言,过热器管的轻微破损并不能在短期内对工程建设带来影响,所以需要充分利用这一优势快速运行备用锅炉,并对受损过热器管进行及时检修。
2.6 加强操作管理 操作运行人员应严格执行操作程序,并对四管工作状态进行严密监测,避免超温现象发生。应从原料煤进入炉膛开始,就密切关注炉风调整,注意煤粉与空气的比例,控制燃料燃烧充分,避免发生二次燃烧。另外还要注意控制煤粉的颗粒大小,减少设备的磨损;应及时对受热面进行吹灰,防止管材超温;检测锅炉水的品质,除氧除盐应符合规定要求。
防止锅炉爆管泄漏是一项综合工程,应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理和检查以及综合考虑。兰热公司重视锅炉爆管泄漏的预防工作,定期对机组运行、检修中暴露出的问题开展专题分析活动,超前谋划和防范,修订《防磨防爆管理办法》,制定切实可行的目标、技术措施,层层落实岗位责任制。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧,控制合理风速,控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度,坚持“逢停必检”方针,尽可能地扩大检查范围,加强对隐蔽部位的检查,发现了许多问题并及时处理,大大地减少了锅炉非计划停炉,保证了发电厂的安全稳定运行。