锅炉再热器爆管现象及原因分析

2023-11-20

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在煤粉锅炉事故中,受热面(水冷壁、过热器、再热器、省煤器)的爆破.即“四管”爆破是最常见的事故,是锅炉安全运行的最大障碍。在诸受热面中,过热器及再热器是工作温度最高的受热面。而再热器内流动的再热蒸汽不仅压力低,而且蒸汽的质量流速也较低,导致再热器管壁的放热系数很小(仅为过热器的1/5),对管壁的冷却能力较差。管外又是高温烟气,所处环境恶劣,使再热器中管壁温度与工质温度的温差比过热器的大,同时,工质的比热容小,使再热器对热偏差特别敏感,更易超温。随着煤粉锅炉向大容量高参数发展,燃煤炉再热器爆管现象发生日趋频繁,甚至影响到锅炉运行的安全性与经济性。因此,减少锅炉爆管次数是提高锅炉运行可靠性和经济性的关键因素。

    一、再热器爆管事故的现象及危害

    再热器爆管事故的主要现象有:

    (1)再热器附近炉内有蒸汽喷出声。

    (2)严重时炉膛负压下降或变成正压。

    (3)炉墙、人孔等不严密处向外冒烟气或蒸汽。

    (4)爆破点后烟道两侧有不正常的烟温差且烟道负压减小。

    (5)爆破点后再热汽温偏高,气压下降,汽轮机中压缸汽压下降。

    (6)省煤器积灰斗内有湿的细灰。

    (7)引风机电流增大等。

    爆管事故是造成电厂安全生产的最大威胁。当管子爆破时,高温、高压汽水从爆破点喷出,不但要停炉限制电负荷,严重时会发生人身伤亡,而且为防止爆管事故的发生,必须定期检修,而每次检修的费用及因维修而带来的停产都给企业带来极大的经济损失。为了确保各发电企业安全、稳定生产,了解爆管的原因和预防爆管事故的发生是非常必要的。

    二、再热器爆管原因分析

    根据电厂锅炉的运行情况分析,再热器爆管原因通常包括以下几点:

    (1)设计不合理。比如钢材用错,或钢材的耐热裕度偏小,超温,设计中热偏差计算和受热管的炉内壁温计算准确性不高,特别是在蒸汽流量的偏差和各种辐射、对流吸热偏差方面的计算与实际运行时的工况相差较大,就会使偏差管的出口汽温和壁温大大超出正常值而造成爆管事故。

    (2)管内积盐结垢。由于化学监督不严格,给水、锅水处理不当,排污不当,造成锅内水大量含盐。当锅炉负荷太大,汽压突降,水位控制过高,汽水分离器效果差时,就使锅内之中大量盐类物质进入到蒸汽中,使蒸汽品质恶化,长期运行在这样的工况下势必造成再热器管内结垢积盐,影响传热,使管壁超温。

    (3)锅炉启动升炉时操作不当。如点火后未产生蒸汽前,升负荷过快,使再热器进口烟温超过材料的允许温度。或者,由于启动初期,工质的汽压小,流速慢,换热效果差,疏水、排汽进行得不及时,极易发生超温爆管事故。对于立式再热器,在启动初期管道内的积水未完全排出,若升炉加负荷过快,极易发生水塞,导致管道超温。另外,启动后期升负荷阶段,燃烧未调整至最佳状态、燃烧中心偏高、热偏差大、燃料量偏大等都会造成金属壁面超温。

    (4)炉内燃烧工况不好。燃烧组织不合理,炉内烟气场和速度场不均匀、火焰偏斜等导致热负荷不均匀,引起再热器管热负荷偏差而产生局部管壁超温;运行中锅炉的煤粉着火点离燃烧器出口较远,炉膛火焰中心上移,从而导致炉膛出口烟温升高,致使炉膛上部的辐射式再热器管壁超温;然料性质的变化,尤其是水分和灰分增加时,燃料的热值降低,须增加燃煤量,使汽温升高,如果煤粉颗粒过粗,使得炉内燃烧、燃尽速度减慢,着火延迟,则炉膛出口烟温升高,相应汽温升高,造成管壁的金属温度上升。




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