電站鍋爐常見問題分析及對策

汪家斌

（青海省特種設(shè)備檢驗所，青海西寧 810000）

0 引言

雖然電力行業(yè)的發(fā)展趨勢是環(huán)保、新能源發(fā)電，但由于我國是煤炭大國，并且火力發(fā)電技術(shù)成熟、成本低，不受地勢環(huán)境等因素的影響，決定了未來很長一段時間內(nèi)，火力發(fā)電仍是電力行業(yè)的主力?；鹆Πl(fā)電廠最主要的熱力設(shè)備就是電站鍋爐，也叫電廠鍋爐，電站鍋爐主要分為煤粉鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐的主要作用是使燃料在爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，并將鍋爐工質(zhì)由水加熱，產(chǎn)生足夠數(shù)量質(zhì)量的過熱蒸汽，推動汽輪機(jī)運轉(zhuǎn)發(fā)電。造成鍋爐廠發(fā)生事故的原因很多，除運行人員技術(shù)程度、工作態(tài)度外，設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝和檢測等相關(guān)環(huán)節(jié)如有紕漏，都可能導(dǎo)致鍋爐事故的發(fā)生。因此，要防患于未然、從根源上避免鍋爐事故的發(fā)生。

1 電站鍋爐常見問題分析

1.1 電站鍋爐受熱面磨損機(jī)理和類別

鍋爐運行過程中，燃料燃燒時產(chǎn)生的的煙氣灰粒會以不同的速度沖擊受熱面，造成受熱面磨損?；伊Ｍㄟ^受熱面時會產(chǎn)生不同的速度，不同的速度會造成不同的磨損，90°沖擊會造成受熱面變形磨損；小角度沖擊會產(chǎn)生剪切力，造成受熱面切削磨損。鍋爐在實際運行中，煙氣灰粒中的SiO2（45%～65%）、Al2O3（20%～35%）及Fe2O3（5%～10%）和CaO（5%）等硬顆粒會達(dá)到一定的速度，高速持續(xù)對管壁的沖擊，都能導(dǎo)致受熱面的加速磨損。

受熱面磨損的類型有吹損、碰損和煙氣磨損3種。吹損是由于鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生積灰、結(jié)焦，積灰和結(jié)焦會降低熱效應(yīng)，給鍋爐機(jī)組的安全運行帶來隱患。為了解決這些問題就只能用吹灰器清除積灰和結(jié)焦，但清除積灰和結(jié)焦會造成管壁損耗、變薄。處理吹灰可用墻式吹灰器、伸縮式吹灰器和半伸縮式吹灰器。吹損主要是由于吹灰器在運行過程中卡住死機(jī)，或者吹灰器閥門漏水、不暢，另外吹灰時頻率太快、壓力過高、吹灰器伸出長度太長或者長度不夠等都會導(dǎo)致受熱面管吹損嚴(yán)重。碰損是由于鍋爐在運行時高溫氣流沖擊管壁而產(chǎn)生振動，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部各相鄰零部件間發(fā)生損耗。煙氣磨損是由于鍋爐尾部鄰近外界，煙氣溫度比較低，煙氣中的積灰塵粒從高溫的熔軟狀態(tài)變?yōu)橘|(zhì)粒固態(tài)，對管辟造成沖擊的損耗。

1.2 焊接缺陷

焊接缺陷主要是未焊透和未熔合造成的。

未焊透的成因：①管壁間縫隙狹小障礙多；②片與片組裝焊接時，最后完成的焊口在焊接時剩下的焊口間隙變??；③出現(xiàn)錯口也會形成未焊透現(xiàn)象。

未熔合的成因：①焊接時速度太快或者電流過小，焊口熔化不完全；②焊接時焊條熔化過快而母材邊緣仍未熔化造成熔合不好；③焊接處除銹除臟不完全，雜物，受潮，都會導(dǎo)致焊接層產(chǎn)生氣泡；④焊接處溫度過低或焊件散熱過快。

1.3 排煙溫度升高

排煙溫度高嚴(yán)重影響電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益，一般情況排煙溫度每增加5℃，電廠效益就損失0.25%～0.4%。排煙溫度高的原因：①系統(tǒng)、煙道漏風(fēng)；②空預(yù)器入口風(fēng)溫度高、磨煤機(jī)出口溫度低；③鍋爐廠過熱器、再熱器、省煤器積灰結(jié)焦；④空氣預(yù)熱器夏高冬低；⑤鍋爐設(shè)計時爐膛沾污系數(shù)估算誤差造成的受熱面布置不科學(xué)。

2 常見問題的處理措施

2.1 受熱面磨損的防護(hù)措施

受熱面磨損是不可避免的現(xiàn)象，要把這種損耗降到最低程度，提高單位的經(jīng)濟(jì)效益，保障電站鍋爐的安全運行。針對受熱面磨損的3種類型，采取以下措施進(jìn)行防護(hù)：①尋求最佳煤粉細(xì)度、含灰、雜質(zhì)量低的燃煤；②生產(chǎn)過程動態(tài)管理，合理調(diào)配風(fēng)機(jī)、流速，保持比較均勻的濃度；③根據(jù)電站的規(guī)模、設(shè)備，安排合適的C級、B級和A級檢修，重視檢修、加強(qiáng)保養(yǎng)；④合理布置結(jié)構(gòu)、改進(jìn)不合理布置，如在尾部安裝均流擋板可以消除煙氣渦流；順列布置比錯列布置的煙氣流摩擦小，可以減輕磨擦帶來的損耗；鍋爐內(nèi)外安裝除塵器可以有效除塵，減少塵粒積焦對受熱面造成的摩擦損耗導(dǎo)致的壁管變薄問題；⑤增加煤粉完全燃燒程度，降低灰粒對爐壁的摩擦；⑥采用合理的風(fēng)速降低尾部煙氣流動速度；⑦在壁管一側(cè)安裝防磨護(hù)板；⑧根據(jù)鍋爐不同位置配合更合適的噴涂方法和材料。如超音速電弧噴涂適合對閥門密封面、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行噴涂和修復(fù)；冷噴涂用于鍋爐尾部省煤器的管壁防磨等。

2.2 焊接缺陷的預(yù)防策略

導(dǎo)致鍋爐未焊透的原因，主要是角度小、鈍邊厚和坡口焊接處間隙較小。在焊接過程中，發(fā)現(xiàn)管壁間隙較窄或?qū)捳灰粫r，須注意電流是否合適，弧長拉的長度是否合適，防止電流過小導(dǎo)致未焊透，電流過大導(dǎo)致焊接處壁管凸起。焊接前應(yīng)先清除雜物污漬、油漬以及作除銹處理，避免產(chǎn)生氣泡導(dǎo)致熔合不完全。選用好的焊接材料，焊接水冷壁管時采用性能優(yōu)良的工具機(jī)器進(jìn)行焊接。提升焊工責(zé)任心，發(fā)現(xiàn)集箱、水冷壁管厚薄不一不圓時，要盡量先調(diào)整好再焊；間隙的坡口要清理到要求的標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行操作；熟悉每一步驟相關(guān)的工藝參數(shù)，循序漸進(jìn)。遇到解決不了的問題，應(yīng)及時反應(yīng)給技術(shù)部負(fù)責(zé)人，再根據(jù)方案進(jìn)行操作。

2.3 排煙溫度高的應(yīng)對措施

鍋爐經(jīng)多年運行后，鍋爐尾部煙道的外包墻密封處，會有部分管壁因日積月累的煙氣沖刷而脫皮脫落，鋼板在熱力作用下變形不平，造成煙道漏風(fēng)。針對這種情況，可以進(jìn)行維修填補(bǔ)，用耐火材料填補(bǔ)簡單實用，效果良好；耐火材料填補(bǔ)鋼板熱力變形產(chǎn)生的縫隙效果也同樣良好耐用。其他漏點可以采用石棉布密封、電焊補(bǔ)焊即可?？刂颇ッ簷C(jī)出口溫度（70～80）℃，是為了保證鍋爐的安全運行，出口溫度控制太低會導(dǎo)致排煙溫度升高。對此，可以在爐膛無積焦、系統(tǒng)安全的前提下，適當(dāng)減少冷風(fēng)的流入程度，把磨煤機(jī)出口溫度由76℃提升到81℃，磨煤機(jī)出口排煙溫度會降4℃左右。鍋爐積累的不完全燃燒產(chǎn)生的灰渣、焦渣易對系統(tǒng)安全造成影響。目前電廠除灰渣的主要方法有水力除灰和氣力除灰。水力除灰運行安全，方法簡便有效，灰渣不易揚塵，但耗水較多，而且灰渣中的氧化鈣、氧化鋁等物質(zhì)與水結(jié)合后，活性特質(zhì)降低，灰渣的綜合利用率降低。氣力除灰的優(yōu)點是環(huán)保節(jié)能，可控性好，但遇粗大積焦、潮濕環(huán)境則受一定的環(huán)境制約。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整吹灰時間，比如墻吹每天2次，長吹隔天進(jìn)行。夏季如果氣溫達(dá)到35℃，空氣入口的設(shè)計值高5℃；冬季氣溫低時，預(yù)熱器入風(fēng)口的溫度也受到影響而降低。設(shè)置室內(nèi)風(fēng)和室外風(fēng)可在一定程度上解決入風(fēng)口夏高冬低的問題。受熱面不但要熱轉(zhuǎn)換效率高，爐膛還要優(yōu)化設(shè)計、布置科學(xué)、防磨防爆。減小模塊與管道間的摩擦，需設(shè)計合理的膨脹系數(shù)，以保障鍋爐安全運行，延長使用壽命。合理的密封設(shè)計能夠避免煙氣散漏降低鍋爐熱效率。降低波動較大引起不規(guī)則振動和強(qiáng)烈的噪音，可改變一、二次風(fēng)的調(diào)配給方式。

3 結(jié)語

火力發(fā)電是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的基本保障。鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電的三大主機(jī)，保障電站鍋爐安全運行，提高電站鍋爐熱效率對電廠管理意義重大。通過分析電站鍋爐的常見問題，提出解決措施，電廠工作人員可根據(jù)這些問題的成因，有針對性的管理防范。采取提高原煤質(zhì)量，合理匹配冷風(fēng)，科學(xué)除塵，提高安裝檢修人員責(zé)任心，設(shè)置優(yōu)化鍋爐參數(shù)提高鍋爐焊接技術(shù)等措施，保障鍋爐的安全運行。