锅炉常见故障及处理

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1、锅炉常见故障及处理中电国际 安徽淮南平圩发电有限责任公司 锅炉常见故障及处理火电厂的事故有相当大的一部分是由于锅炉事 故引起的。统计表明，锅炉方面的事故约占火电厂 非计划停运事故总时数的一半，而锅炉的事故又以 水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管（俗称 四管）泄漏为最多，约占事故停运总小时数的三分 之一。其次是灭火放炮和炉膛结渣。因此，为了提 高电厂和国民经济的效益，必须努力提高锅炉的运 行可靠性和利用率，减少事故。 电站锅炉的可靠性指锅炉在规定的条件下、规 定的工作期限内达到规定性能的能力。所谓规定条 件，是指燃料品种、运行方式、自控要求、给水品 质、气象条件等；规定的工作期限是以锅炉允许

2、工 作多少小时数来表达的，如目前规定大型锅炉主要 承压部件的使用寿命为三十年，受烟气磨损的受热 面使用寿命为十万小时；规定的性能则是指设计的 蒸发量，一、二次蒸汽的压力和温度、锅炉热效率 等。锅炉常见故障及处理锅炉发生事故的原因很多，如设备设计、制造、安装 和检测的质量不良，运行人员技术不熟练、工作疏忽大意 以及发生事故时的判断错误和操作错误等。运行人员的责 任，首先是要积极预防事故，极力避免锅炉事故的发生。 当锅炉发生事故时，应按下述原则处理： （1）发生事故时，必须采取一切可行的方法，消除事故的 根源，限制事故的发展，并解除事故对人身安全和设备的 威胁； （2）在保证人身安全和设备不受损坏

3、的前提下，尽可能保 持机组运行，包括必要时转移部分负荷至厂内运行正常的 机组； （3）在处理事故时，运行人员应根据盘面仪表指示和设备 的运行状况，综合分析，正确判断，果断处理，以防扩大 事故； （4）对单元机组，处理事故时要统筹兼顾，不可顾此失彼 。锅炉常见故障及处理 受热面损坏 一、过热器管泄漏及其防治过热器和再热器通常都布置在锅炉烟气温 度较高的区域。由于工质吸热量大，受热面多， 部分受热面还布置在炉膛的上部，直接承受炉膛 火焰的直接辐射，因此，其工作条件比较恶劣。 特别是屏式过热器的外圈管，它不但受到炉膛火 焰的直接辐射，热负荷较高，而且由于屏管结构 的差别，其受热面积大，流阻大，流量小

4、，其工 质焓增通常比平均值大4050%以上，所以很容 易超温爆管。锅炉常见故障及处理再热器与过热器相类似，一般不单独讨论。但 由于再热器中蒸汽压力较低（相对过热器），所以 再热蒸汽对再热器管的冷却能力较低，另外，再热 器由于受到流动阻力的限制，一般不宜采用过多的 蒸汽交叉和混合措施，因此再热器的工作条件较过 热器还要差。因而，为保证再热器工作的可靠性， 再热器通常布置在烟温较低的区域，并采用大直径 管。 1过热器和再热器管泄漏的原因过热器管和再热器管损坏主要有高温腐蚀和超温破 坏等。（1）高温腐蚀过（再）热器管的高温腐蚀有蒸汽侧腐蚀和烟气侧 腐蚀。锅炉常见故障及处理1）蒸汽侧腐蚀（内部腐蚀）。

5、过热器管在400以上 时，可产生蒸汽腐蚀。其化学反应过程如下： 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2蒸汽腐蚀后产生的氢气，如果不能较快地被汽流带走 ，就会与钢材发生作用，使钢材表面脱碳并使之变 脆，所以有时把蒸汽腐蚀叫做氢腐蚀，反应式如下 ： Fe 3C+ 2H2 = 3Fe + CH4 C（游离碳）+ 2H2 = CH4 CH4积聚在钢中，产生内压力，使内部产生微裂纹， 即钢材变脆。锅炉常见故障及处理（2）过（再）热器管超温过热器管和再热器管在运行中的超温破坏常有 发生，特别是过热器管的超温爆管，更是过热器的 主要损坏原因。1）过热器超温损坏的原因。过热器爆管主要有两 个方面的原

6、因：一是过热器管长期在高温下工作， 由于高温蠕变使管壁变薄，当积累到一定的程度时 即发生爆管；另一个原因由于经常性的超温使管子 蠕变过程加快而在短期内发生爆管，详见本书第八 章第六节。2）过热器超温的影响因素。影响过热器超温的原 因首先是热偏差（参见第六章）。炉膛燃烧火焰中 心上移也是造成过热器超温的主要原因之一。燃煤 性质变差，如挥发分降低，煤粉变粗；炉膛漏风增 大；燃烧配风不当，如过量空气系数过大；炉膛高 度设计偏低等均会引起火焰中心上移，造成过热器 管超温。锅炉常见故障及处理炉膛卫燃带设计过多，运行时水冷壁管发生积 灰或结焦而未清除，锅炉超负荷工况下运行等，会 使炉膛出口烟温升高，引起过

7、热器超温。过热器本身积灰或结渣，均会增加传热阻力， 使得其传热变差，管子得不到充分冷却，这也是造 成过热器管超温的重要原因。过热器管内结垢，也会造成热阻增大，使其容易发生超温。锅炉常见故障及处理（3）过热器管（再热器）磨损过热器管爆破除高温腐蚀和超温损坏以外，磨 损也是原因之一，过热器的磨损原因与省煤器相似 ，这里不再重复。需要说明的是，在过热器区域， 因为流过的烟气温度较高，所以灰分的硬度也较低 ；而且，过热器管的布置通常多是顺列布置，因此 ，灰分对过热器管的磨损要比省煤器轻得多。过热器管损坏除上述原因外，还有以下因素： 制造有缺陷，安装、检修质量差，主要表现在焊接 质量差；过热器管材选择不

8、合要求；低负荷时减温 未解列，造成水塞以致于局部管子超温。锅炉常见故障及处理2过热器管、再热器管的损坏及防治（1） 过（再）热器管的损坏及处理过热器管爆管以后，在过热器区域有大量蒸汽 喷出的声音，蒸汽流量不正常地小于给水量，汽机 凝补水量增加，引风机出力增加，烟道两侧有较大 的烟温差，过热器泄漏侧的烟温较低，过热器的汽 温也有变化，再热器损坏的现象与过热器损坏的现 象相似，其差别在于，再热器损坏时，在再热器区 有喷汽声，同时，汽轮机中压缸进口汽压下降。过（再）热器管爆破时，应及时停炉，以免破 口喷出的蒸汽将临近的管子吹坏，致使事态扩大， 检修时间延长。只有在损坏很小，不会危机其它管 子损坏时，

9、才可以短时间的运行到备用炉投入或调 度处理过后再停炉。锅炉常见故障及处理（2）过热器管和再热器管的爆管防治1）高温腐蚀的防治。高温腐蚀的程度主要与温度 有关，温度愈高，腐蚀也愈严重。另外，腐蚀程度 与腐蚀剂的多少有关，腐蚀剂愈多腐蚀愈严重。通 常在燃料允许的情况下，选用升华成分较少的煤， 以减轻过热器管的腐蚀程度。同样，要想将过热器 管温度降低到500以下，使升华灰完全固化以达 到防腐目的也不可行，所以只有控制管壁温度才是 行之有效的办法，这样做虽然不能完全防治高温腐 蚀，但可以减轻腐蚀程度，延长管子使用寿命。将过热汽温限制在一定程度可以达到控制过热 汽温的目的。为防止过热器管的氢腐蚀，过热器

10、内工质应有 相当的质量流速，不过它比保证过热器管冷却所需 要的管内工质流速通常要低，所以防止氢腐蚀一般 不成问题。锅炉常见故障及处理2）超温爆管防治。引起超温的原因，归结起来有 三个方面，即烟气侧温度高，管内工质流速低，管 材耐热度不够。为防止燃烧火焰中心上移引起过热 器超温，除了锅炉设计应保证炉膛高度外，在运行 中应注意燃烧器的配风、内外二次风的旋流强度； 炉膛负压不能太大，以避免漏风；注意调节汽温； 同时应注意及时清除受热面的积灰和结焦。还应注 意不能使锅炉长期超负荷运行；过热器管材应符合 要求等。3）其它防治。为了防止过热器的磨损爆管，过热 器区域的烟速应选择适当，通常不应超过14m/s

11、。 严格监视过热器制造、安装、检修质量，特别是把 好焊接质量关。在运行中应密切监视过热器的运行 情况，如果发现异常应及时调节和处理，保证过热 器的正常运行。锅炉常见故障及处理 二、省煤器管的泄漏及防治省煤器管的泄漏是电厂常见事故之一。引起省煤器泄 漏的原因有：给水品质不合格，水中含氧量多，造成管子 内壁氧腐蚀损坏；给水温度和流量变化，引起管壁温度变 化，造成管子热应力，如热应力过大会引起管子损坏；管 子焊接质量不好，也会使管子损坏；非灰磨损，使管壁减 薄，强度下降而损坏等。其中省煤器管磨损使损坏的主要 原因。1）磨损机理高速烟气携带固体灰粒时，灰粒对受热面的每次撞击 都会从受热面表面剥离掉微小

12、的金属屑，这就是飞灰磨损 的过程。烟气携带的灰粒对受热面的撞击有两种情况。一种是 垂直撞击，引起撞击磨损；另一种是斜向撞击，其撞击力 可分解为垂直力（发现方向）和切向力。垂直撞击力引起 撞击磨损，切向力引起摩擦磨损。因此，当灰粒斜向撞击 受热面时，受热面既受撞击磨损，又受摩擦磨损，两者的 大小取决于冲击角。试验证明，当3050时， 磨损最严重。锅炉常见故障及处理 2）影响磨损的因素可知影响因素有： 灰粒特性灰的颗粒形状，锐利有棱角的灰粒比圆体灰粒对金属的磨 损更为严重。灰的颗粒直径越大，磨损越严重。灰的颗粒密度越大，磨损越严重。 飞灰浓度烟气中的飞灰浓度越大，磨损越严重。因此，燃用多灰燃 料时

13、，磨损严重。烟气走廊等局部地方的烟气浓度也较高 ，磨损也严重。 管束的排列与冲刷方式当烟气横向冲刷管束时；（1）错列和顺列布置时，由于第一排管子正迎着气流，磨 损最严重的地方在迎风面两侧3050处，因为此处受灰 粒的冲击力和切向力二者之和为最大。锅炉常见故障及处理（2）错列布置时以第二排磨损最为严重，因为此处气 流速度增大，管子受到更大的撞击。磨损最严重处在主 气流两侧2535处。第二排以后磨损较轻。（3）顺列布置时，磨损最严重处在主气流方向两侧 60处，以第五排最为严重。如图6-50所示。当烟气纵向冲刷受热面时，磨损情况较轻，一般只在进 口150200mm处磨损较严重，因为此处气流不稳定，

14、气流经过收缩和膨胀，灰粒多次撞击受热面，以后气流 稳定了，磨损就较轻。 烟气速度研究表明，管子金属表面的磨损与飞灰粒子的动能和撞 击次数成正比，飞灰粒子的动能同速度的平方成正比， 而撞击的次数同速度的一次方成正比。这样，管子金属 的磨损就同烟气流速的三次方成正比。可见烟速的的大 小对受热面磨损的影响是很大的。根据经验，省煤器中 的烟速不宜超过9m/s，但烟速降低，会使积灰增加，而 且对流传热效果变差，为防止积灰，保证传热效果，烟 速不宜小于6m/s。锅炉常见故障及处理 运行中的因素（1）锅炉超负荷运行时，燃料消耗量和空气供应 量都增大，因此烟气速度增大，烟气中飞灰浓度也 会增加，因而会加剧飞灰

15、磨损。（2）烟道漏风。漏风增加，必然增大烟速，增加 磨损。例如在高温省煤器处漏风系数增加0.1，会 使金属的磨损增大25%。锅炉常见故障及处理 3）省煤器损坏与防治省煤器管爆管后，会出现以下现象：炉管检漏装置报 警；就地检查可能听到省煤器部位有泄漏声，如果泄漏严 重省煤器灰斗不严密处冒烟、喷汽；省煤器、空预器、电 除尘器灰斗、仓泵、输灰管道可能堵灰，空预器可能积灰 ，电除尘可能工作不正常；给水流量不正常地大于蒸汽流 量，机组负荷降低；沿蒸汽流向，泄漏点后沿程温度升高 ，减温水调节门不正常开大；泄露严重可能造成金属管壁 超温；引风机动叶开大，电流增大。省煤器损坏时，如果省煤器泄漏不严重，能维持运

16、行 时，应采取降压降负荷措施，并注意监视各受热面沿程温 度和水冷壁金属温度，申请停炉；在省煤器人孔、灰斗处 增设围栏并悬挂标示牌，防止汽水喷出伤人；若泄漏严重 无法维持运行或爆破点后工质温度急剧升高时，应立即手 动MFT；注意监视除灰系统和空预器的工作情况，加强巡 视检查，如除灰系统或空预器堵灰严重，电除尘器无法正 常工作应请示停炉处理；停炉后，应保留送、引风机运行 ，待不再有汽水喷出后再停止送、引风机运行。锅炉常见故障及处理（1） 降低烟气流速因为省煤器的磨损与烟气流速的三次 方成正比，所以防磨的首要措施是控 制烟气速度。省煤器管的使用寿命一 般定为十年，每年的磨损量应不大于 0.2mm。国外推荐省煤器管束间最大 允许烟气流速如表15-1。为防止对流 受热面堵灰，烟气流速在额定负荷时 也不得小于6m/s。锅炉常见故障及处理对于600MW单元制机组，因过热热量和再热热 量占锅炉总吸热量的比例相当大，所以需要布置相 当多的受热面积。尽管在设计中采用了屏式过热器 ，但仍需在竖井烟道中布置一定的受热面，因此， 实际上留给省煤器的布置空间是