四管泄漏問題一直以來都是電廠鍋爐安全管理中的重點(diǎn)注意事項(xiàng),而要做好四管防磨防爆工作,首先需要對(duì)問題原因做到清晰的了解,本篇文章將四管問題進(jìn)行詳細(xì)闡述,方便電力工作者有更深刻的理解。
水冷壁的爆破的原因
300MW鍋爐機(jī)組水冷壁爆破的主要原因有超溫,腐蝕,磨損和膨脹不均勻拉裂等。
a、若爐膛然燒發(fā)生在水冷壁附近,或粘墻燃燒時(shí),該區(qū)域的熱負(fù)荷將很高,它不但會(huì)引起水冷壁結(jié)渣,而且由于該區(qū)域水冷壁汽化中心密售,則可能在管辟上形成連續(xù)的汽膜,即產(chǎn)生膜態(tài)沸騰。因此,傳熱系數(shù)急劇下降,傳熱惡化,即產(chǎn)生了第一類傳熱危機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)這類現(xiàn)象時(shí),管壁溫度突然上升,會(huì)導(dǎo)致超溫爆破。
b、管內(nèi)垢下腐蝕,也稱酸堿腐蝕,這是因?yàn)殄佀械乃嵝院蛪A性鹽類破壞金屬保護(hù)膜的緣故。當(dāng)鍋水中有游離的NaOH時(shí),鍋水的pH值升高,引起堿性腐蝕。當(dāng)鍋水中有MgCl2或CaCl2的pH值降低,引起酸腐蝕。當(dāng)氫在垢與金屬之間大量產(chǎn)生時(shí),氫可擴(kuò)散到金屬中與其中的碳結(jié)合形成甲烷CH4,并在金屬內(nèi)部產(chǎn)生壓力,引起晶間裂紋,使金屬產(chǎn)生脆性爆裂損壞。
c、磨損爆管。水冷壁管易受磨損的部位主要是一次風(fēng)口噴口周圍。另外,吹灰器的沖刷也可能使水冷壁爆管。
在一次風(fēng)、粉混合物中,每千克空氣中有0.2~0.8kg的煤粉,當(dāng)一次風(fēng)噴入爐膛時(shí),如果燃燒器安裝角度不對(duì)或縮進(jìn)太多,燃燒器噴口結(jié)渣、燒壞或變形,以及穩(wěn)燃器安裝不當(dāng)?shù)龋紩?huì)使煤粉氣流沖刷水冷辟管,使其磨損減薄導(dǎo)致爆破。另外,如果吹灰前吹灰器未疏水,在吹灰時(shí)凝結(jié)水就要沖刷到水冷壁上,使其冷卻龜裂,產(chǎn)生環(huán)狀裂紋而損壞。
如進(jìn)汽壓力調(diào)節(jié)失控超過設(shè)計(jì)值,也會(huì)導(dǎo)致水冷壁磨損而爆管。
過熱器和再熱器的爆管
a、過熱器和再熱器通常布置在鍋爐煙氣溫度較高的區(qū)域。由于工質(zhì)吸熱量大,受熱面多,總有一部分受熱面布置在爐膛的上部,直接承受爐膛火焰的輻射,因此,其工作條件比較惡劣,熱負(fù)荷較高,其受熱面積大,流阻大,流量小,其工質(zhì)焓增通常比平均值大40~50%以上,所以很容易超溫爆管。實(shí)際上超溫也是過熱器和再熱器爆管的主要原因。
過熱器管材在400℃以上高溫和應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下會(huì)發(fā)生蠕變,使管子脹粗而逐漸減薄,然后出現(xiàn)裂紋,當(dāng)積累到一定程度時(shí)即發(fā)生爆破。鍋爐在正常運(yùn)行時(shí),過熱器出現(xiàn)少量的蠕變是允許的,它不影響使用壽命。但如果過熱器長(zhǎng)期超溫,蠕變過程就加快,且超溫越多,應(yīng)力越高,蠕變也越快,會(huì)使管子在很短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生爆管。
b.影響過熱器超溫的原因首先是熱偏差。在300MW機(jī)組的過熱器管組中,偏差管的工質(zhì)焓增和煙溫偏差,嚴(yán)重時(shí)可能使偏差管壁溫度比管組平均值高出50℃以上,因比偏差管容易發(fā)生爆管。
爐膛燃燒火焰中心上移也是造成過熱器超溫的主要原因之一。燃煤性質(zhì)變差,如揮發(fā)分降低,煤粉變粗;爐膛漏風(fēng)增大:燃燒配風(fēng)不當(dāng),過量空氣系數(shù)過大;爐膛高度設(shè)計(jì)偏低:燃燒器布置偏高等,都會(huì)引起火焰中心上移,造成過熱器管超溫。
爐膛衛(wèi)燃帶設(shè)計(jì)過多,運(yùn)行時(shí)水冷壁管發(fā)生積灰或結(jié)焦而未及時(shí)清除,鍋爐超負(fù)荷工況下運(yùn)行等,會(huì)使?fàn)t膛出口煙溫升高,引起過熱器超溫。
c、高溫腐蝕:煙氣側(cè)的高溫腐蝕化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過很多中間過程,但是實(shí)質(zhì)上還是鐵的氧化過程。過熱器管內(nèi)部腐蝕和外部腐蝕的結(jié)果,使壁厚減薄,應(yīng)力增大,以致引起管子產(chǎn)生蠕變,使管徑脹粗,管壁更薄,導(dǎo)致應(yīng)力損壞而爆管。
省煤器的爆管
省煤器爆管是電廠常見的事故之一,引起省煤器泄漏的原因有:給水品質(zhì)不合格,給水中含氧量多,造成管子內(nèi)壁氧腐蝕損壞;給水溫度和流量變化,引起管壁溫度變化,造成管子熱應(yīng)力過大引起管子損壞;管子焊接質(zhì)量不好,也會(huì)使管子損壞;飛灰磨損,使管壁減薄,強(qiáng)度下降而損壞等。其中省煤器管的磨損是損壞的主要原因。
鍋爐在燃用煤粉時(shí),燃燒產(chǎn)物煙氣中會(huì)帶有大量飛灰顆粒,這些灰粒隨著煙氣沖刷受熱面,不斷撞擊管壁,由于灰粒具有一定的速度和動(dòng)能,每一次撞擊都會(huì)從金屬管壁上削去極微小的金屬屑,時(shí)間一長(zhǎng),管壁變薄,強(qiáng)度降低,結(jié)果造成管子爆破,使受熱面泄漏,這就是受熱面的磨損過程。在對(duì)流受熱面中往往又以省煤器受熱面嚴(yán)重。
鍋爐負(fù)荷高低、漏風(fēng)大小、燃燒完全程度等都會(huì)影響到磨損的程度。鍋爐負(fù)荷增加,煙道漏風(fēng)增加,都將導(dǎo)致煙速的提高,因而加劇受熱面的磨損。運(yùn)行中如燃燒不良,飛灰中的含碳量增加,比灰粒更硬的焦碳粒就將加劇對(duì)受熱面的磨損。又如運(yùn)行中由于受熱面局部結(jié)渣或堵灰,使局部煙道堵塞,這必將使流通截面上的煙氣流速增大,從而也加快了對(duì)管子的磨損。
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