屏式過(guò)熱器爆管原因分析及處理

李永華 馮建龍

摘 要：主要對(duì)邯鋼西區(qū)自備熱電廠燃?xì)忮仩t的屏式過(guò)熱器連續(xù)發(fā)生3次爆管事故的原因，從工藝設(shè)備和控制兩個(gè)方面進(jìn)行分析，并采取了一些改進(jìn)措施，有效避免了此類事故的再次發(fā)生，為鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要保障。

關(guān)鍵詞：鍋爐;過(guò)熱器;爆管;措施

1 概述

邯鋼公司西區(qū)自備熱電廠總裝機(jī)容量3×60WM，3臺(tái)鍋爐均為杭州鍋爐集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的NG-260/9.8-Q型鍋爐：高溫高壓、單汽包、自然循環(huán)、集中下降管、采用全膜式壁前吊后支結(jié)構(gòu)形式倒“U”型布置。燃用高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的純?nèi)济簹忮仩t。

屏式過(guò)熱器位于在爐膛上部，直接吸收爐膛的輻射熱和高溫?zé)煔鈱?duì)流熱，所以屏式過(guò)熱器是在高溫和高壓環(huán)境下工作的，鍋爐在運(yùn)行中，如果過(guò)熱器管子承受的溫度超過(guò)極限值，就會(huì)發(fā)生爆管等事故。減溫水分為一級(jí)減溫和二級(jí)減溫，采用給水通過(guò)減溫器直接噴入過(guò)熱蒸汽中，調(diào)節(jié)蒸汽溫度使之不超，控制過(guò)熱器管壁溫度，防止管子過(guò)熱爆管。

2 事故概況

2016年1#鍋爐屏式過(guò)熱器在1個(gè)月的時(shí)間里發(fā)生了3次爆管事故，均在“U”型彎處，共計(jì)10根管。爆口特征均為：（1）長(zhǎng)約20～30mm，有鼓包現(xiàn)象，斷面粗糙不平整，邊緣為鈍邊。（2）周圍有許多軸向裂紋。前2次爆管采取掐管措施后投運(yùn)，第3次爆管，直接導(dǎo)致鍋爐被迫停爐檢修。

3 原因分析

3.1 設(shè)備檢查

利用內(nèi)窺鏡對(duì)屏式過(guò)熱器上聯(lián)箱進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)12組集箱24塊隔板中的13塊存在傾倒和裂開(kāi)的情況，隔板在安裝施工時(shí)為單面焊接，強(qiáng)度低，鍋爐投運(yùn)后，啟停次數(shù)多，導(dǎo)致隔板在熱脹冷縮的環(huán)境中，產(chǎn)生熱交變應(yīng)力，一旦其大于焊縫處的屈服極限應(yīng)力時(shí)，焊縫開(kāi)裂，并產(chǎn)生壓差，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，隔板就有裂開(kāi)角度增大甚至倒掉的情況發(fā)生，隔板的損壞，導(dǎo)致“U”型彎處管子內(nèi)部蒸汽流量越來(lái)越低，最后蒸汽短路，造成管路干燒，也使得屏式過(guò)熱器管子溫度超溫爆管。

前2次爆管采取掐管措施后，隔板傾倒導(dǎo)致同組集箱沒(méi)有掐斷的管子由于蒸汽短路，管路干燒，再次發(fā)生爆管。另外，根據(jù)爆口特征分析，屏式過(guò)熱器管子也是由于長(zhǎng)時(shí)間超溫導(dǎo)致爆管。

3.2 管壁溫度檢測(cè)點(diǎn)工作異常

（1）屏式過(guò)熱器管壁測(cè)溫點(diǎn)熱電偶固定塊小，使用長(zhǎng)05mΦ4mm的K型熱電偶，由于過(guò)熱器管壁溫過(guò)高和存在振動(dòng)，導(dǎo)致熱電偶有燒爆、固定塊脫焊和熱電偶從固定塊脫落的情況出現(xiàn)，使得過(guò)熱器管壁溫度測(cè)量不準(zhǔn)確。

（2）熱電偶接線盒位于過(guò)熱器管子之間，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線全部鋪設(shè)在過(guò)熱器管子中間的橋架，走向過(guò)熱器平臺(tái)西側(cè)。過(guò)熱器保溫棉外白鐵皮溫度特別高，導(dǎo)致熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層燒壞，也會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器管壁溫度測(cè)量不準(zhǔn)確。

橋架所在位置空間狹小，溫度太高，屏式過(guò)熱器管壁溫度監(jiān)測(cè)顯示異常時(shí)，檢修人員無(wú)法進(jìn)入檢修。只有到冬季鍋爐停爐時(shí)，才能進(jìn)行檢修。由于爆管管壁溫度測(cè)點(diǎn)測(cè)量不準(zhǔn)確，崗位人員無(wú)法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，就失去了參考依據(jù)，無(wú)法對(duì)過(guò)熱器的運(yùn)行狀況做出調(diào)整和判斷，導(dǎo)致屏式過(guò)熱器一直處于沒(méi)有監(jiān)控的狀態(tài)下超溫運(yùn)行爆管。

3.3 減溫水不能投自動(dòng)

一級(jí)減溫水作為粗粗略調(diào)節(jié)，噴水量決定于減溫器前的蒸汽參數(shù)，并保證屏式過(guò)熱器管壁溫度不超過(guò)允許值;二級(jí)減溫水作為精細(xì)調(diào)節(jié)，控制過(guò)熱器的出口汽溫在額定值。一、二級(jí)減溫水4個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用英國(guó)諸伊特公司的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，型號(hào)為：JTV-64/S1825，水平安裝，由于太重，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)重心和閥門重心不同心，下垂，導(dǎo)致一、二級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥投自動(dòng)時(shí)，由于動(dòng)作特別頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)卡死，調(diào)節(jié)閥不能動(dòng)作的現(xiàn)象，減溫水流量不能調(diào)節(jié)的問(wèn)題，使得過(guò)熱器的一、二級(jí)減溫水調(diào)節(jié)系統(tǒng)失去控制功能，導(dǎo)致過(guò)熱器溫度不能得到有效控制。

4 改進(jìn)措施

（1）對(duì)屏式過(guò)熱器13塊損壞的隔板，更換為新隔板，然后對(duì)24塊隔板全部加裝三角形限位擋板，并進(jìn)行加固處理。對(duì)隔板傾倒的2組的換熱管進(jìn)行全部更換，以消除由于之前超溫已經(jīng)老化的鋼管發(fā)生爆管的隱患。

（2）確保過(guò)熱器溫度測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確。制作12個(gè)固定管璧測(cè)溫點(diǎn)的熱電偶固定塊，孔徑為Φ6mm，安裝有夾緊熱電偶的螺絲，用以替換原來(lái)的8屏式過(guò)熱器壁溫和4個(gè)一級(jí)過(guò)熱器熱端出口壁溫的熱電偶固定塊。用6米或3米的熱電偶代替原來(lái)0.5米熱電偶。另外，對(duì)一級(jí)過(guò)熱器冷端進(jìn)口、出口和熱段進(jìn)口的8個(gè)蒸汽溫度測(cè)點(diǎn)全部更換為長(zhǎng)熱電偶，把熱電偶的接線盒就近分別固定在過(guò)熱器平臺(tái)的東西兩側(cè)。用耐高溫補(bǔ)償導(dǎo)線代替普通補(bǔ)償導(dǎo)線，并更改線路走向，繞平臺(tái)外側(cè)走線，使補(bǔ)償導(dǎo)線遠(yuǎn)離高溫區(qū)域。消除了由于過(guò)熱器溫度高，導(dǎo)致補(bǔ)償導(dǎo)線燒壞的隱患，達(dá)到隨時(shí)可以對(duì)過(guò)熱器溫度進(jìn)行檢修的目的。過(guò)熱器多個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確可靠，互為參考，實(shí)現(xiàn)崗位對(duì)過(guò)熱器日常運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確分析和判斷，一旦出現(xiàn)溫度出現(xiàn)異常情況，可以及時(shí)做出調(diào)整。

（3）一、二級(jí)減溫水4個(gè)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行移位改造;把閥門移位到水平直管段上，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由水平安裝改為垂直安裝，解決了閥門和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)重心不同心，調(diào)節(jié)閥經(jīng)常發(fā)生卡死的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)減溫水調(diào)節(jié)閥可以投自動(dòng)，過(guò)熱器不超溫的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)1#鍋爐屏式過(guò)熱器進(jìn)行隔板加固、壁溫和減溫水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改造，然后在2#和3#鍋爐大修時(shí)，逐步進(jìn)行同樣的改造。三年多來(lái)，過(guò)熱器沒(méi)有再發(fā)生爆管事故，為鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：李永華（1983-），男，河北石家莊井陘縣人，本科，工程師，2007年6月畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，主要從事熱電廠儀控設(shè)備的維護(hù)工作。