浅析循环流化床锅炉过热器爆管

工业技术
82 2015年42期
浅析循环流化床锅炉过热器爆管
田园
神华准能矸石发电公司，内蒙古鄂尔多斯 010300
摘要：循环流化床锅炉是目前锅炉应用比较广泛的锅炉类型之一，是我国基础设施建设不可缺少的设备，而爆管现象的存在对于循环流化床锅炉的使用安全造成很大影响，因此必须加强对循环流化床锅炉防爆管技术的研究，使我国的循环流化床锅炉得到更加广泛的使用范围。

关键词：循环流化床；锅炉过热器；爆管
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)42-0082-01
1 循环流化床锅炉过热器爆管的现象
1.1 长期过热爆管
过热器管子在超温幅度不太大的情况下，由于长期处于超温运行，使得金属材料的机械强度下降，蠕变速度加快，管子发生胀粗直至破裂。

1.2 短期过热爆管
由于异物堵塞管道，锅炉燃烧不稳等原因，导致管道传热恶化，局部温度急剧上升，超温幅度较大并且超过金属材料的极限允许温度，而引起管道超温爆裂。

1.3 其他原因
①过热管内壁结垢。

②过热器设计不合理。

如过热器截面积过大，管内蒸汽流速过低，使过热器蒸汽温度超过设计允许温度，导致过热器壁温度超温，产生蠕胀而爆破。

③过热器结构不合理。

④燃烧不正常。

⑤在锅炉点火升压过程中，炉内升温过快，过热器处烟温过高，而过热器管内蒸汽量不足，流速过低，造成管壁超温爆破。

⑥过热器材质不合格。

⑦过热器被飞灰磨损，管壁减薄。

⑧管壁腐蚀减薄。

⑨产生蠕变。

过热器运行时间已超过10小时，管壁长期处于高温下运行，产生蠕变焊管。

2 受热面超温造成过热器爆管原因分析
金属超过其额定温度运行时，有短期超温和长期超温两种情况，因此造成受热面过热爆管有短期过热和长期过热两类现象，受热面过热后，管材金属超过允许使用的极限温度，内部组织发生变化，降低了需用应力，管子在内应力作用下发生塑性变形，最终导致超温爆管。

（1）化学日常监督不严或汽包内汽水分离器结构有缺陷，致使蒸汽品质不合格，在过热器管内部结垢，过热器管局部过热。

（2）过热器处发生二次燃烧。

（3）点火升压过程中或低负荷时过热器通汽量不足，最恶劣的运行工况不是发生在满负荷下，而是发生在锅炉启动初期或低负荷运行时，因为该负荷工况下蒸汽量很小，而床温及炉膛温度降幅不超过50%，辐射吸热量仍然很大，所以该负荷点下的运行工况对布置在炉膛内的屏式过热器来讲是很恶劣的，而过热器爆管也经常发生在该燃烧工况下。

（4）过热器长时间超温运行。

在锅炉启动时没有控制好烟气温度或过热器受热面积严重。

（5）过热器的管径设计不合理，造成进入过热器的蒸汽流速降低，冷却能力不足故在燃烧强度一定的前提下，由于蒸汽流量的通流冷却能力下降，造成管壁温度高于设计值。

（6）飞灰磨损造成，由于烟气流速过大造成磨损或一次风量过大，大颗粒物料冲刷管壁造成严重磨损。

（7）过热器管材料不合标准，制造安装不良，管内发生塞水或有杂物堵塞等原因造成。

（8）受热面短期过热锅炉受热面内部工质短时间内换热状况极其恶化时，壁温急剧上升，使钢材强度大幅度下降，会在短时间内造成金属过热引起爆管。

短期过热引起爆管具有以下特征：爆破时张口很大，成喇叭状，破口边缘锐利，减薄较多，破口断裂面较为光滑，成撕裂状，破口附近管子涨粗较大。

导致短期过热的原因有：管内汽水流量分配严重不均；炉内局部热负荷过高；管子内部严重结垢；异物严重堵塞管子等。

（9）受热面长期过热锅炉受热面管子由于热偏差、水动力偏差或积垢、堵塞、错用钢材等原因，管内工质换热较差，金属长期处在幅度不大的超温状态下运行，管子金属在应力的作用下发生蠕变（管子涨粗），直至破裂。

长期过热具有以下特征：破口并不太大，破口的断裂面粗糙而不平整，破口边缘为钝边，并不锋利，破口附近有众多平行于破口管子的轴向裂纹。

由于长期处于高温下运行，所以长期过热的破口外表面上会出现一层较厚的氧化皮，这些氧化皮很脆，容易脱落。

长期过热主要发生在高温过热器的外圈向火面。

从我厂循环流化床高温过热器爆管情况来看，因超温过热造成的爆管共有8起之多，全部是长期过热所致。

3 循环流化床锅炉过热器爆管处理及预防措施
从运行上，首先严格按照锅炉运行规程操作，锅炉启停时严格按照启停曲线进行，控制过热器管壁温度和锅炉参数在允许范围内，并严格监视及时调整，严防超温、超压、满水、缺水事故发生；其次加强锅炉炉膛、过热器吹灰和吹灰器的管理，防止受热面严重积灰，确保受热面清洁，避免过热；第三加强加药管理，确保定人、定量、定时根据化验结果及时加药，保证锅炉给水品质正常及运行中汽水品质合格等，避免因给水品质不良，引起管内结垢、积盐，影响传热，造成过热器超温导致的过热器爆管。

定期做好金属监督工作，防患于未然。

主要包括以下几方面：对受热面进行蠕胀、变形、磨损等情况的定期检查；对长期存在过热问题的受热面，加装热工温度测点进行监督；定期进行割管检查，对高温过热器、低温过热器管子做金相检验。

3.1 过热器管爆破的处理
过热器管轻微破裂，可适当降低负荷，在短时间内维持运行，此时应严密监视泄漏情况，与此同时，迅速启动备用锅炉。

①过热器附近有响声，不严密处有烟气及蒸汽外冒。

②蒸汽流量不正常地小于给水流量。

③燃烧室负压不正常地突然变小或变大。

④过热器损坏侧烟温降低，吸风机电流增大。

⑤过热蒸汽温度发生变化，如果过热器进口侧漏，侧汽温升高；如果过热器出口侧漏，则汽温降低。

4 结论
为了满足工业经济的发展，展开对循环流化床锅炉过热器爆管研究是必要的，本文首先对循环流化床锅炉过热器爆管的现象进行初步研究，其次对受热面超温造成过热器爆管原因进行分析，最后对循环流化床锅炉过热器爆管处理及预防措施进行探讨分析。

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