淺析預(yù)防鍋爐受熱面失效

臧俊榮

（西山熱電有限責(zé)任公司發(fā)電部，山西 西山 030022）

火力發(fā)電廠發(fā)生的事故中鍋爐出問(wèn)題的幾率較大，而導(dǎo)致鍋爐發(fā)生事故又以鍋爐受熱面失效損壞的頻率較高。鍋爐受熱面失效問(wèn)題困擾著各大電廠，因此深入分析研究鍋爐受熱面失效的預(yù)防措施意義重大。

1 鍋爐受熱面失效原因

鍋爐受熱面是指把燃燒產(chǎn)物與水汽工質(zhì)隔開(kāi)的金屬壁面。受熱面把燃燒產(chǎn)物的熱量傳給水汽工質(zhì)并承受工質(zhì)的壓力，既受熱又承壓，工作條件極其惡劣，因而由材料失效所引起的受熱面失效時(shí)有發(fā)生。鍋爐燃煤多變、煤質(zhì)差的時(shí)候，鍋爐受熱面產(chǎn)生超溫、磨損、積灰、結(jié)渣、腐蝕等一系列問(wèn)題的可能性更大，加上參與調(diào)峰、加減負(fù)荷頻繁，運(yùn)行控制調(diào)整失當(dāng)，鍋爐水處理不善等因素，也會(huì)造成鍋爐受熱面的失效。此外，隨著鍋爐向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，爐內(nèi)結(jié)渣、水冷壁高溫腐蝕現(xiàn)象更加突出。

2 鍋爐受熱面失效的預(yù)防

2.1 鍋爐水化學(xué)工況控制

火力發(fā)電廠鍋爐汽水化學(xué)控制的主要目的是減少鍋爐設(shè)備在各種條件下的腐蝕和結(jié)垢以及蒸汽通流部位的積鹽。為了達(dá)到此目的通常對(duì)汽水品質(zhì)進(jìn)行某些規(guī)定，并向給水和爐水中添加少量的化學(xué)藥品，維持其在一定工況下運(yùn)行。其處理方式有以下3 種。

（1）磷化處理。由于爐水中含有較多游離NaOH，致使?fàn)t水pH 值不符合規(guī)定，因此使鍋水中殘余的鈣、鎂等雜質(zhì)不生成水垢而是形成水渣。其處理過(guò)程是將磷酸鹽用加藥泵連續(xù)送入鍋水中，使之與鍋水中的鈣鎂離子發(fā)生反應(yīng)，生成松軟的水渣，然后利用排污的方法排出鍋爐之外。

（2）全揮發(fā)性處理。是在水汽系統(tǒng)深度除氧的條件下，用氨和聯(lián)氨維持一個(gè)較佳的除氧堿性工況，是一種抑制銅、鐵腐蝕的爐水處理方式。優(yōu)點(diǎn)在于控制簡(jiǎn)單、易于調(diào)整、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目少等，降低了爐水含鹽量，可獲得高質(zhì)量的蒸汽，汽輪機(jī)通流部分積鹽速度降低。缺點(diǎn)在于有可能造成凝汽器空抽區(qū)銅管氨腐蝕，降低凝結(jié)水除鹽設(shè)備的運(yùn)行周期。

（3）氫氧化鈉處理。向爐水中添加少量的NaOH提高爐水pH 值。從理論上講，單純用NaOH 調(diào)整爐水pH 值所需NaOH 量為0.4 mg/L，當(dāng)爐水pH 值為9.0 時(shí)NaOH 濃度為1.26 mg/L，當(dāng)爐水pH 值為10.0時(shí)NaOH 濃度為4.0 mg/L。此處理方式使用效果良好，已被國(guó)內(nèi)外很多電廠使用。

2.2 鍋爐燃用煤質(zhì)控制

盡量避免煤質(zhì)特性差異較大的煤種混燒。煤質(zhì)特性差異較大的煤種混燒應(yīng)采用配煤裝置。一般要求實(shí)際燃用燃料低位發(fā)熱量與設(shè)計(jì)值的差值在±2 100 kJ/kg 以內(nèi)。其次，嚴(yán)格控制煤中的含硫量，一般要求折算到標(biāo)煤后的硫分≤1%。含硫量高不但導(dǎo)致鍋爐排煙中的二氧化硫增加，破壞大氣環(huán)境，而且可引起鍋爐熱態(tài)運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)結(jié)焦和受熱面高溫腐蝕。這就要求對(duì)選用鍋爐燃料的嚴(yán)格把關(guān)。不僅選用與設(shè)計(jì)相匹配的煤種，還得對(duì)煤質(zhì)做相關(guān)化驗(yàn)，使每一項(xiàng)化驗(yàn)數(shù)據(jù)都符合燃料參數(shù)要求。

2.3 鍋爐運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)整

鍋爐受熱面的安全性除受設(shè)備狀況和煤質(zhì)的影響外，與燃燒調(diào)整的水平有很大關(guān)系。燃燒調(diào)整的目的就是確保鍋爐燃燒穩(wěn)定、受熱面安全可靠（不超溫、不超壓），提高鍋爐運(yùn)行熱效率，降低機(jī)組發(fā)電成本。在爐膛不結(jié)焦的前提下，煤粉氣流的及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒是保證受熱面安全和煤粉燃盡的基礎(chǔ)。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)變化情況及時(shí)調(diào)整一次風(fēng)速。燃用灰分高、揮發(fā)分偏低、著火困難的無(wú)煙煤時(shí)，應(yīng)選擇較低的一次風(fēng)速以保證及時(shí)著火；燃用揮發(fā)分高易著火的煙煤或貧煤時(shí)，應(yīng)選用較高的一次風(fēng)速，防止燒壞燃煤器噴口。

2.4 鍋爐停用后受熱面的保護(hù)

鍋爐停（備）用期間其受熱面防腐是火力發(fā)電廠的日常工作之一。鍋爐停（備）用期間其受熱面腐蝕問(wèn)題更加突出。鍋爐停用時(shí)其受熱面的腐蝕要比鍋爐運(yùn)行時(shí)發(fā)生的腐蝕更為嚴(yán)重。這是因?yàn)橥Ｓ迷O(shè)備和大氣接觸時(shí)腐蝕體系可源源不斷地得到氧氣，而且停用時(shí)機(jī)組各個(gè)部位都會(huì)發(fā)生腐蝕。火力發(fā)電廠應(yīng)用較多的防銹蝕方法有以下3 種。

（1）熱爐放水余熱烘干法。其最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)便，臨時(shí)檢修、小修、停用時(shí)間在1 周以內(nèi)適用。方法要點(diǎn)是，鍋爐停用后壓力降至規(guī)定值0.3 MPa～0.8 MPa，迅速放盡鍋爐內(nèi)存水，全開(kāi)空氣門(mén)、排氣門(mén)和放水門(mén)，直至鍋爐內(nèi)空氣達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)，利用余熱烘干受熱面。

（2）負(fù)壓余熱烘干法。與前法類似，壓力降至規(guī)定值時(shí)迅速放盡鍋爐內(nèi)存水并立即抽真空，加速向鍋爐內(nèi)引入空氣和排出濕氣，以提高烘干效果。要點(diǎn)在于放盡存水后立即關(guān)閉空氣門(mén)、排氣門(mén)和放水門(mén)等，封閉鍋爐。該法需要配有抽氣系統(tǒng)，保護(hù)周期在1 個(gè)季度以內(nèi)。

（3）鄰爐熱風(fēng)烘干法。要點(diǎn)為，熱爐放水后為補(bǔ)充爐膛余熱不足，輔以運(yùn)行鄰爐熱風(fēng)，繼續(xù)烘干。方法要點(diǎn)是爐膛溫度降至105℃時(shí)微開(kāi)鍋爐有關(guān)擋板，使?fàn)t膛煙道自然通風(fēng)；然后開(kāi)啟總風(fēng)道連通門(mén)或熱風(fēng)管道上的擋板，向爐膛送入220℃～300℃的熱風(fēng)，直至鍋爐內(nèi)空氣濕度達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)。停止送熱風(fēng)后應(yīng)封閉鍋爐，以維持鍋爐內(nèi)的干燥狀態(tài)。冷備用及大、小修，保護(hù)周期在1 月以內(nèi)適用該方法。

2.5 鍋爐受熱面的監(jiān)督檢驗(yàn)與維護(hù)管理

（1）鍋爐受熱面的監(jiān)督檢驗(yàn)。鍋爐四管爆破泄漏是困擾火力發(fā)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因之一，所以鍋爐受熱面的監(jiān)督檢驗(yàn)顯得尤為重要。鍋爐受熱面的監(jiān)督主要是在受熱面的設(shè)計(jì)、安裝、檢修、改造等環(huán)節(jié)中進(jìn)行監(jiān)督和技術(shù)管理，尤其是焊接質(zhì)量。要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程加強(qiáng)對(duì)鍋爐受熱面的監(jiān)督和定期檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取切實(shí)可行的措施。

（2）鍋爐受熱面的維護(hù)管理。鍋爐受熱面的維護(hù)管理在于日常工作。機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)鍋爐參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，嚴(yán)格按規(guī)程操作，防止超溫超壓；檢修時(shí)對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行全面檢查和測(cè)量，不放過(guò)任何安全隱患；備用時(shí)對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行全面維護(hù)，加強(qiáng)管理，為鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。要抓緊抓好對(duì)運(yùn)行人員的培訓(xùn)，不斷提高運(yùn)行人員操作調(diào)整水平，嚴(yán)格控制氣溫、氣壓及管壁溫度超限，調(diào)整燃燒，嚴(yán)防滅火，嚴(yán)防放炮等。

3 結(jié)語(yǔ)

以上5 種方法在實(shí)際生產(chǎn)中效果顯著，減少了鍋爐停運(yùn)事故的發(fā)生，保證了電廠安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；減少了電廠經(jīng)濟(jì)成本，延長(zhǎng)了鍋爐使用壽命，在其他電廠中都可推廣應(yīng)用。