電廠鍋爐，火電廠三大主力設(shè)備之一。在電廠生產(chǎn)過程中發(fā)揮了極其重要的作用，是火電廠生產(chǎn)所必不可少的重要設(shè)備。但是，近些年，因?yàn)殄仩t安全管控不到位而造成的事故屢有發(fā)生，給電廠的財(cái)產(chǎn)及人員的生命造成極大威脅。分析電廠鍋爐的泄露原因，制定有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)預(yù)案，并做好檢修工作,對(duì)于降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，提升電廠鍋爐安全性具有重大意義。
電廠鍋爐泄露原因分析
電廠鍋爐泄露的原因有很多，從大的方面來看導(dǎo)致鍋爐泄露的因素主要有鍋爐自身設(shè)計(jì)問題、工作人員操作問題、鍋爐內(nèi)部水循環(huán)問題以及各部位受熱程度問題，然而從結(jié)構(gòu)來看主要是鍋爐的水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器，即“四管”的泄漏問題。下面就來一一進(jìn)行分析。
1 鍋爐水冷壁泄露的原因
電廠鍋爐水冷壁是極其重要的部件，一旦發(fā)生泄漏，不但維修成本極高還會(huì)對(duì)電網(wǎng)形成破壞，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，其泄漏的原因主要有以下幾點(diǎn)：
設(shè)計(jì)不科學(xué)。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)管道的承壓力沒有足夠的認(rèn)識(shí)，水冷壁金屬焊接部位抵抗外界壓力的性能差導(dǎo)致泄漏發(fā)生。
受熱不均勻。在加熱過程中，水冷壁由于自身不合格或內(nèi)部水垢附著薄厚情況不同，使得管壁局部受熱過高，產(chǎn)生高溫導(dǎo)致泄漏。
水循環(huán)不暢。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是天氣情況和電廠負(fù)載能力情況，例如：在北方寒冷的冬季，水被凍成了冰當(dāng)然導(dǎo)致水流不暢。
檢修操作不當(dāng)。如鍋爐檢修啟停頻率過高，水冷壁焊接縫應(yīng)力疲勞成為泄漏誘因；又如在鍋爐清洗中，酸洗溫度過高導(dǎo)致泄漏。
2 鍋爐過熱器、再熱器泄露原因
導(dǎo)致鍋爐過熱器、再熱器泄露原因有很多，如設(shè)計(jì)問題、磨損、超溫、腐蝕等。
設(shè)計(jì)上的缺陷。我國(guó)早期鍋爐產(chǎn)品大多存在一些問題，如爐膛類型往往只能使用規(guī)定的燃料，其他燃料則很危險(xiǎn)，而過熱器、再熱器的壁面溫度在設(shè)計(jì)時(shí)就一定要確保所用材質(zhì)的耐受溫度要在最高溫度之上，這樣才能避免此類原因引起的泄漏。
超溫導(dǎo)致泄漏。從目前看來，導(dǎo)致超溫的原因主要有以下3種：一是火焰中心位置?；鹧嬷行奈恢蒙弦茖?dǎo)致器壁超溫進(jìn)而引發(fā)爆裂。火焰中心上移的因素有很多，例如：機(jī)組漏風(fēng)、煤粉顆粒過大、吹灰配合不足、煙氣溫度上升等，這些都可能使過熱器、再熱器超溫，而且在煙氣通過處管壁磨損增加。此外煤質(zhì)不好也可能導(dǎo)致超溫，這主要是因?yàn)槊嘿|(zhì)差易在爐膛中生成煤焦導(dǎo)致火焰中心上升。二是工質(zhì)流速過低。這一因素引起的超溫多發(fā)生于屏式過熱器，當(dāng)鍋爐啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，如操作不當(dāng)加之工質(zhì)流速低最易致超溫泄漏。三是安裝質(zhì)量問題。安裝和設(shè)計(jì)的質(zhì)量是導(dǎo)致超溫因素中占相當(dāng)一部分，具體如火炬行程設(shè)置太短、同屏管安置量太多、噴燃器安裝角度有誤、管內(nèi)遺漏異物等。
磨損導(dǎo)致泄漏。一般來說，過熱器、再熱器的磨損大多在煙氣過道、煙氣流速劇烈變化的位置附近，如管子彎頭處、穿墻部分，特別是沖刷大的地方磨損發(fā)生率極高。
腐蝕導(dǎo)致泄漏。出現(xiàn)高溫腐蝕的位置大多在高溫對(duì)流過、再熱器出口部位的蛇形管上，腐蝕原因主要是低氧環(huán)境下燃燒生成過多三氧化硫以及使用不耐腐蝕的滲鋁管。
3 鍋爐省煤器的泄漏原因
省煤器泄漏原因主要是由于磨損產(chǎn)生的，磨損又有局部和整體之分。相比之下，局部磨損導(dǎo)致泄漏的機(jī)率更大，一般在省煤器左右兩組的中部彎頭、靠近前后墻的管排、兩側(cè)靠近墻壁彎頭、錯(cuò)列省煤器順煙氣流向的第二排管以及管卡周圍的管排等。磨損原理是由于煙氣流動(dòng)中的固體顆粒物的沖撞和磨擦造成的，當(dāng)沖撞角度在30°～50°時(shí)對(duì)管壁的磨損力最大。
電廠鍋爐泄漏的預(yù)防措施
1 鍋爐水冷壁泄露的預(yù)防措施
保護(hù)好受熱面。要注意保持鍋爐受熱面狀態(tài)，使其在鍋爐表面清潔的基礎(chǔ)上形成良好的保護(hù)膜，注意防止受熱面在安裝使用的時(shí)候受到的腐蝕以及金屬氧化物在其表面的沉積，在表面不干凈的情況下，要進(jìn)行化學(xué)清洗。
加強(qiáng)水循環(huán)處理。針對(duì)水循環(huán)不暢引發(fā)的泄露問題，降低其發(fā)生次數(shù)，電廠有設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查，而在酸洗除垢時(shí)要嚴(yán)格控溫在規(guī)定范圍內(nèi)，溫度過高會(huì)使水循環(huán)中的保護(hù)膜破除，以致泄漏發(fā)生。出于水完善考慮，可以用除鹽水代替補(bǔ)給水，選擇氧化性水工況可以減少機(jī)組內(nèi)的結(jié)垢等不良情況，另外加強(qiáng)蒸汽監(jiān)測(cè)，嚴(yán)管各指標(biāo)，避免無機(jī)酸等物質(zhì)的污染。
控制啟動(dòng)、停止次數(shù)和頻度。選擇壽命長(zhǎng)的設(shè)備，設(shè)定適當(dāng)?shù)臋z修周期，減少啟停次數(shù)，有利于水冷壁焊接部位所受摩擦力的減少。另外，提高維修質(zhì)量也可以降低維修次數(shù)，國(guó)際常使用充氮法做好啟停保護(hù)，減少停爐過長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)的危險(xiǎn)因素。
2 鍋爐過熱器、再熱器泄露的預(yù)防
超溫爆管的預(yù)防。前面我們已分析了導(dǎo)致超溫的因素，主要包括管材不耐熱、煙氣側(cè)溫度過高、管內(nèi)工質(zhì)流速度低等。預(yù)防的措施主要有爐膛承壓不能過大，以避免漏風(fēng)；管內(nèi)蒸汽溫度要適時(shí)調(diào)節(jié)；保證爐膛高度，注意燃燒配風(fēng)和內(nèi)外風(fēng)的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，以預(yù)防火焰中心上移；使用優(yōu)質(zhì)燃煤并注意及時(shí)清除積灰和煤焦。此外，鍋爐不能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，使用管材也要符合質(zhì)量要求。
高溫腐蝕的預(yù)防。腐蝕程度與溫度和腐蝕物質(zhì)的劑量關(guān)系密切，溫度過高會(huì)加重腐蝕程度，腐蝕劑的量越大腐蝕程度越大。一般在燃料允許的情況下，選用升華成分較少的煤，以減輕過熱器管的腐蝕程度。想將過熱器管溫度降到500 ℃以下，使升華灰完全固化以達(dá)到防腐目的并不可行，所以，只有控制管壁溫度才是行之有效的辦法，這樣做雖然不能完全防止高溫腐蝕，但可以減輕腐蝕程度，延長(zhǎng)管的使用壽命。
在檢修、安裝工作中做好預(yù)防。保證過熱器的制造、安裝以及檢修質(zhì)量、焊接質(zhì)量，在運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視過熱器的運(yùn)行情況，一旦發(fā)生異常應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)和處理，保證過熱器的正常運(yùn)行。
3 鍋爐省煤器泄漏的預(yù)防
為了使省煤器可以直接防磨，可采取的措施通常有：?jiǎn)胃苌涎b置鋼條或護(hù)瓦、彎頭裝護(hù)瓦、整組管子裝設(shè)護(hù)簾等。降低煙氣流速和省煤器直接防磨這兩種防止爆漏措施主要是從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和工藝上進(jìn)行防治。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，省煤器的磨損爆漏也受到運(yùn)行條件的較大影響。省煤器防止磨損的運(yùn)行措施主要包括以下點(diǎn)：
一是控制燃煤，使用規(guī)定煤種，避免飛灰濃度過大和煙氣速度增加。二是控制煤粉細(xì)度，煤粉細(xì)度不能太大，避免煙氣中固體顆粒的大小和硬度增加。三是減少漏風(fēng)，漏風(fēng)導(dǎo)致鍋爐效率下降，同時(shí)煙速上升，不利于減少磨損?？梢圆捎酶纳茽t墻的施工、檢修質(zhì)量、安裝內(nèi)護(hù)板、增加爐膛氣密性、防止?fàn)t膛負(fù)壓過大等方式避免漏風(fēng)發(fā)生。
輔助工具的正確使用
在正確找到鍋爐事故發(fā)生原因和預(yù)防措施后，也要有合適的輔助工具進(jìn)行協(xié)助工作，使鍋爐防磨防爆工作事半功倍。以云科科技的“鍋爐可視化防磨防爆系統(tǒng)”來說，在檢修管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控與定向分析、三維展示等方面為鍋爐防爆工作提供強(qiáng)大的支持。
1檢修管理。系統(tǒng)內(nèi)的檢修管理功能是鍋爐檢修的管過程管理模塊，包含：檢修項(xiàng)目管理、檢修文件歸檔、處理記錄管理、膨脹指示管理、泄爆記錄管理、以及重點(diǎn)位置劣化分析等功能。
2 數(shù)據(jù)監(jiān)控與定向分析。鍋爐受熱面的腐蝕減薄受到鍋爐本體運(yùn)行狀態(tài)、吹灰器運(yùn)行狀態(tài)、化水質(zhì)量、煤質(zhì)變化等多方面的影響。數(shù)據(jù)監(jiān)督管理模塊用于收集匯總其他平臺(tái)上的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、分析與報(bào)警。其中主要包括金屬壁溫?cái)?shù)據(jù)、運(yùn)行調(diào)整數(shù)據(jù)、吹灰監(jiān)督數(shù)據(jù)、化水監(jiān)督數(shù)據(jù)、煤質(zhì)監(jiān)督數(shù)據(jù)等。功能層面包含：金屬壁溫監(jiān)督、運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、吹灰統(tǒng)計(jì)分析、化水統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊。
3 三維展示。三維可視化模塊以一個(gè)高精度的三維模型為核心，模型范圍涵蓋鍋爐四管、各級(jí)連接管道、各級(jí)進(jìn)出口集箱、分離器、給水管道以及主再熱蒸汽管道等設(shè)備。通過三維模型可直觀查看鍋爐結(jié)構(gòu)、材質(zhì)分布、焊口位置等基礎(chǔ)物理結(jié)構(gòu)信息。
在三維模型的基礎(chǔ)上，三維可視化管理模塊實(shí)現(xiàn)了與受熱面的基礎(chǔ)臺(tái)帳信息、檢修記錄信息、維護(hù)處理信息、泄爆事故信息、金屬壁溫監(jiān)督信息、劣化分析信息等數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)。通過受熱面，可快速實(shí)現(xiàn)如圖所示相關(guān)信息的快速查詢。
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