火电厂锅炉受热面爆管原因及防范措施探讨

吴铭轩

摘 要：火电厂作为我国电力行业的重要组成部分，为推进经济发展做出了重要的贡献。火电厂的正常运行离不开锅炉，为了保证电力供应的可靠性和稳定性，锅炉需要长期处于高负荷运行状态下。受热面作为热能转换的重要组成部分，在锅炉运行过程中，会受到各种因素的影响而发生爆管，严重威胁到火电厂运行的安全性和经济性。受热面爆管的原因主要有设计、安装、维修、运行等几个方面，在重点分析原因后，可为火电厂锅炉受热面的管理与控制提供一定的参考。

关键词：火电厂；锅炉受热面；爆管；原因；防范措施

爆管是火电厂锅炉受热面常见的安全事故，对火电厂运行的安全性以及经济性造成了严重的威胁。根据受热面爆管的范围以及损坏程度不同，其所产生的经济损失也不相同。一旦发生受热面爆管事故，急需要停炉检查维修，维修费用、停产费用以及造成的其他损失，不仅影响到火电厂的经济效益，同时还会对社会效益产生一定的影响。针对受热面爆管的原因进行统计分析，在以后的工作中逐步改善，优化设计方案，调整运行管理，确保火电厂锅炉受热面的安全运行，为火电厂的高效稳定运行创造有利的条件。

1 火电厂锅炉受热面爆管的原因分析

1.1 受热面材质设计不达标导致的爆管

锅炉受热面是进行热能转换的重要设备，一侧的金属面需要长期处于高温高压的运行环境下，另一侧需要与水或者油接触来传递热量，其所承受的负荷比较复杂，既要保证在高温高压环境下能够正常运行，还要保证水、油中含有的介质对其产生的损坏。所以对受热面材质的选择有很大的要求，在进行设计工作的过程中，就需要详细了解锅炉的运行参数，然后根据受热面需要承受的各种荷载，来确定所需材质的耐高温性、耐腐蚀性、强度、韧性等各种性能。如果受热面选择的材质不达标，在运行过程中，就会因为实际温度超过自身的极限而导致管子发生蠕变变形，在高压的作用下就会发生爆管。其他性能同样如此，所以材质的选择设计是影响受热面爆管的基础原因。

1.2 磨损、过热、结焦和老化导致的爆管

灰粒高速冲击管壁金属会造成炉管的磨损，磨损主要发生在高温段省煤器的烟气入口和出口处、出列的管子、再热器和过热器入口处的弯头、燃煤器附件的水冷壁管。磨损可以分机械磨损和飞灰磨损两大类，锅炉受热面管磨损以飞灰磨损为主，其受到受热面布置方式、炉型结构、制造安装质量、烟气流速、煤灰特性和烟气含尘浓度等多种因素的影响。

受热面过热引发的爆管容易发生在过热器某管排，这主要是由于运行中没有调节好烟温、设计原因造成气流不均衡、保护措施未投用等原因造成；运行结焦引发的受热面爆管容易发生在炉膛底部水冷壁，这主要是由于没有按照设计要求选用相应的燃煤、设计或运行中调节不当等原因造成；设备老化引发的受热面爆管易发生在各受热面管排，这主要是由于运行参数不稳定和长时间运行等原因造成。

1.3 腐蚀导致的受热面爆管

受热面腐蚀主要包括高温腐蚀、水侧氧腐蚀、碱性腐蚀。高温腐蚀是由沉积物中的非硅酸盐杂质的化学过程而引发的炉管金属损耗，通常发生在再热器和过热器的向火侧外表面；锅炉给水中如果含有较多的二氧化碳和氧气，那在锅炉潮湿和积水的内壁就会形成腐蚀电池，破坏其内表面保护膜，发生点蚀；如果炉管内部积有硫酸盐和氯化物，那么将会极大地加快腐蚀速度；如果炉水中含有游离的氢氧化钠，那么在垢下会因炉水的浓缩而形成高浓度的OH-，从而发生碱性腐蚀。

1.4 焊接质量不佳导致爆管

焊接是影响受热面管设计规范性的重要原因，因为受热面管所需要承受的压力和温度较高，所以一旦焊接存在质量缺陷，将会直接影响受热面管运行的可靠性。如果焊接工艺不达标，在焊接过程中，存在未熔合、未焊透、夹渣、咬边等现象时，在受热面管运行时，就会导致安全事故的发生。所以焊接质量不达标，会对受热面的设计质量产生直接影响。

2 火电厂锅炉受热面爆管防范措施

2.1 加强受热面材质选择设计

受热面材质的选择设计是保证锅炉安全可靠运行的基础保障，所以在选择受热面材质时，应该对锅炉运行过程中的各项参数进行详细了解，然后根据极限值合理选择受热面材质。受热面材质的设计不仅要在强度、塑性、硬度、冲击韧性、冲击抗力以及疲勞极限等机械性能方面达到标准，还要具有很强的耐高温性、耐腐蚀性、耐蠕变性，或者通过与其他方法的配合能够达到设计标准的要求。受热面的材质设计是降低受热面爆管的基础要素，也是为其他设计工作提供基础保障的重要基础。

2.2 针对磨损、过热、结焦和老化的防范措施

根据磨损的原因分析，可以对受热面的布置方式以及炉型结构进行优化设计，尽量减少因为结构上的设计失误而导致爆管事故的发生。根据锅炉的运行状态，合理控制烟气流速，加强对燃料、脱硫剂以及残渣等物料在粒径以及成分上的控制，尽量减少对受热面的磨损量；降低受热面过热的措施主要包括控制烟温、锅炉给水量、水垢等，避免局部超温现象的发生；针对结焦现象，应该合理选择煤种，优化燃烧控制，减少结焦现象的发生；定期检查受热面中的各项设备，出现老化现象及时更换。对受热面进行定期清理和检查，避免因为运行维护不到位而导致的爆管事故。

2.3 受热面腐蚀的防范措施

为防止高温腐蚀现象的发生，应该对燃料的选用进行优化设计，尽量减少燃料中碱、硫、氯、钒等物质的含量，同时合理控制燃烧温度。对于水侧氧腐蚀，可对锅炉给水的水质进行控制，制定严格的标准，控制给水二氧化氮和氧气含量。对于碱腐蚀而言，可对管内壁沉淀物进行定期清理，并且控制给水中碱性含量。

2.4 提高焊接质量的措施

由于锅炉的结构比较复杂，组件较多，所以在安装焊接受热面管时，需要严格按照安装焊接规范要求操作，每个步骤都需要按照操作规范中的工艺标准操作，确保焊接工艺符合设计标准。只有优秀的焊接质量，才能够保证锅炉受热面能够达到设计方案的运行标准，减少爆管现象的发生。

3 结束语

在火电厂运行过程中，锅炉受热面爆管会直接导致停炉检查，不仅对锅炉自身的性能以及安全性产生一定的影响，同时对火电厂也会产生很大的经济损失。受热面爆管是不可避免的安全事故，但是通过设计、安装以及运行等各方面的共同努力，能够降低爆管的发生几率，从而减少火电厂的经济损失。在对爆管原因进行分析后，主要有受热面材质、磨损、过热、腐蚀、水垢、结焦、老化以及焊接等，其中大部分原因都可以通过预防来降低爆管的几率，在平时的运行维护中再加强管理，即可有效提升锅炉运行的可靠性和安全性。

参考文献

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