朱紅杰

摘 要：本文主要探討了如何避免鍋爐受熱面損壞的控制手段，期望能夠在一定程度上防止受熱面損壞情況的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：鍋爐 受熱面 升溫 升壓 措施

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2019）07-0-01

前言

受熱面是火電廠鍋爐熱交換的主要介質(zhì)，一般包括水冷壁、省煤器、再熱器、過(guò)熱器、空氣預(yù)熱器等設(shè)備。一般來(lái)講，受熱面管束受熱不均、管束發(fā)生機(jī)械損傷或吹灰蒸汽長(zhǎng)期侵蝕管壁都有可能導(dǎo)致爆管事故。而一旦受熱面的管束出現(xiàn)損壞或爆管，造成工質(zhì)大面積泄漏的嚴(yán)重事故，將會(huì)給發(fā)電廠造成較大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還可能威脅現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命安全。根據(jù)某電廠數(shù)據(jù)，鍋爐受熱面受損的情況發(fā)生概率較高，在2013年鍋爐投產(chǎn)后共發(fā)生15起受熱面破裂事故。反觀其原因，造成受熱面損壞主要在于受熱面管束所受的熱應(yīng)力超過(guò)管材所能承受的應(yīng)力極限，從而導(dǎo)致斷裂。這種斷裂極易發(fā)生在鍋爐啟、停和堵管的情況下。在這些情況下，受熱面管束溫度變化梯度一般較大，極易造成管材所受的應(yīng)力陡增的情況。而除去鍋爐啟停，鍋爐日常運(yùn)行時(shí)，若工質(zhì)流動(dòng)不暢、受熱面結(jié)焦等也會(huì)導(dǎo)致受熱面金屬管壁超溫從而爆管?；谝陨纤觯?/p>

一、鍋爐介紹

本文主要以大唐集團(tuán)托克托發(fā)電公司的超超臨界鍋爐作為研究對(duì)象。所研究的鍋爐型號(hào)為DG2057/29.3-∏2，由東方鍋爐公司制造的前后墻對(duì)沖燃燒、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)、∏型布置的變壓運(yùn)行直流爐。鍋爐設(shè)計(jì)壓力29.3MPa，最大連續(xù)蒸發(fā)量為2057.1t/h，額定蒸發(fā)量1878.9t/h，額定過(guò)熱蒸汽溫度605℃，額定再熱蒸汽溫度623℃。

二、鍋爐啟停及鍋爐正常運(yùn)行的相關(guān)措施

鍋爐在啟停時(shí)，其高溫承壓部件也會(huì)經(jīng)歷加熱和冷卻。在此過(guò)程中若參數(shù)控制不當(dāng)，將產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，影響鍋爐承壓部件的使用壽命。此外，在鍋爐正常運(yùn)行期間，結(jié)焦等情況會(huì)容易造成受熱面金屬壁溫超限，同樣威脅受熱面安全。一般來(lái)講，防止受熱面破損的措施根據(jù)鍋爐狀態(tài)不同而不同。因此本文將分鍋爐啟動(dòng)、鍋爐停運(yùn)以及鍋爐正常運(yùn)行幾種情況進(jìn)行討論。

1.鍋爐啟動(dòng)升溫升壓的相關(guān)措施

在鍋爐進(jìn)行升溫升壓的相關(guān)操作時(shí)，應(yīng)在一定程度上減小管材所受的熱應(yīng)力，進(jìn)而將應(yīng)力對(duì)管材的作用減小到最低，從而起到保護(hù)受熱面的作用。因此，在對(duì)鍋爐進(jìn)行上水操作前應(yīng)確認(rèn)各放水門關(guān)閉，主、再熱汽系統(tǒng)各疏水門開(kāi)啟，主、再熱汽系統(tǒng)各放空氣門開(kāi)啟，檢查各疏水溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)顯示正確，各取樣門及加藥門開(kāi)啟，以保證管內(nèi)的空氣排盡，防止因?yàn)楣軆?nèi)含有空氣導(dǎo)致受熱面發(fā)生工質(zhì)滯留。此外，上水前還需對(duì)水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，并對(duì)鍋爐上水的水溫和速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，水溫控制在21～70℃區(qū)間內(nèi)；且另做規(guī)定，鍋爐冬季啟動(dòng)時(shí)上水時(shí)間不小于4小時(shí)，夏季啟動(dòng)時(shí)上水時(shí)間不小于2小時(shí)。

在鍋爐上水結(jié)束后，必須保證受熱面受熱幅度不能過(guò)大。因此還需對(duì)爐膛的燃燒情況和受熱面的受熱情況做出相關(guān)規(guī)定。一般來(lái)講，我們要求等離子磨煤機(jī)啟動(dòng)后根據(jù)煤質(zhì)及火檢情況控制煤量在15～25t/h，以便能夠保證鍋爐受熱面不會(huì)因?yàn)橥蝗坏臒嶝?fù)荷增加而發(fā)生受熱不均的情況。鍋爐點(diǎn)火后，應(yīng)密切注意各疏水門和放空氣門后的材料溫度變化，此時(shí)疏水門及放空氣門后的溫度應(yīng)保證持續(xù)上升，否則必須對(duì)各個(gè)閥門進(jìn)行檢查確認(rèn)閥門是否處于正確的狀態(tài)。

最重要的一點(diǎn)，就是對(duì)于鍋爐壓力和溫度升溫率的控制。在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)行人員必須控制汽水分離器進(jìn)口溫度升溫率不超過(guò)2℃/min；在鍋爐點(diǎn)火至汽輪機(jī)沖車階段，汽水分離器進(jìn)口溫度溫升率小于0.72℃/min，升壓率小于0.02MPa/min；待機(jī)組并網(wǎng)至帶額定負(fù)荷這段時(shí)間內(nèi)，汽水分離器進(jìn)口溫度溫升率應(yīng)小于1.25℃/min。待汽水分離器壓力升至0.2MPa后，運(yùn)行人員須關(guān)閉所有的放空氣門；待汽水分離器壓力升至1.0MPa時(shí)，運(yùn)行人員須關(guān)閉各疏水門。當(dāng)再熱器出口母管壓力至0.2MPa，關(guān)閉再熱器各放空氣門。當(dāng)再熱器出口母管壓力至0.5MPa，再關(guān)閉再熱器各疏水門。汽水分離器出口壓力至0.5MPa投入高低壓旁路系統(tǒng)。

2. 鍋爐停爐時(shí)的相關(guān)措施

與鍋爐啟動(dòng)時(shí)一樣，在執(zhí)行停爐操作時(shí)，也需要對(duì)整個(gè)停爐過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行控制。但其控制原則與鍋爐啟動(dòng)過(guò)程相反。

2.1停爐后的通風(fēng)冷卻：

如果鍋爐停爐后，沒(méi)有對(duì)爐內(nèi)受熱面的相關(guān)檢查工作或大、小修情況，在鍋爐停爐后對(duì)其進(jìn)行通風(fēng)吹掃，持續(xù)時(shí)間不得少于10分鐘。在吹掃工作結(jié)束后停止所有引、送風(fēng)機(jī)并關(guān)閉引送風(fēng)機(jī)出入口擋板，鍋爐保持燜爐狀態(tài)。若安排有針對(duì)受熱面的檢查、檢修工作，在完成上述工作并燜爐48小時(shí)后，且高溫過(guò)熱器與高溫再熱器的壁溫均降到300℃以下時(shí)，再進(jìn)行自然通風(fēng)冷卻；在鍋爐滅火72小時(shí)并且高溫過(guò)熱器與高溫再熱器壁溫均降到200℃以下時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)臺(tái)數(shù)的引風(fēng)機(jī)及送風(fēng)機(jī)，以維持合適風(fēng)量對(duì)鍋爐繼續(xù)通風(fēng)冷卻。在冷卻期間必須保證低溫過(guò)熱器和低溫再熱器入口煙氣溫度的降低速率不高于2℃/min；屏式過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器和高溫再熱器管壁金屬溫度降溫速率不超過(guò)1℃/min。只有當(dāng)煙溫測(cè)點(diǎn)顯示數(shù)值符合相應(yīng)的要求時(shí)，此時(shí)才可以結(jié)束強(qiáng)制通風(fēng)冷卻。

2.2鍋爐放水的相關(guān)操作：

如機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)一周以上，鍋爐采用帶壓放水方式（相當(dāng)于余熱烘干防腐），分離器入口壓力降低至0.8MPa，開(kāi)啟鍋爐所有疏放水門進(jìn)行帶壓放水，當(dāng)分離器入口壓力降低至0.2MPa，打開(kāi)鍋爐所有放空氣門；如機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)不到一周時(shí)，分離器入口壓力降至0.5MPa時(shí)，打開(kāi)過(guò)熱器疏水門；分離器入口壓力降至0.2MPa時(shí)，打開(kāi)鍋爐所有放空氣門。當(dāng)分離器入口壓力降至0.1MPa時(shí)，開(kāi)啟全部疏水門和放空氣門進(jìn)行徹底放水。待鍋爐內(nèi)部水排盡之后，鍋爐放水操作結(jié)束。

3.鍋爐正常運(yùn)行時(shí)的相關(guān)措施