电厂锅炉安全：泄漏原因与预防措施整理

Posted 2021-02-17 ai2050

电厂锅炉，火电厂三大主力设备之一。在电厂生产过程中发挥了极其重要的作用，是火电厂生产所必不可少的重要设备。但是，近些年，因为锅炉安全管控不到位而造成的事故屡有发生，给电厂的财产及人员的生命造成极大威胁。分析电厂锅炉的泄漏原因，制定有针对性的应对预案，并做好检修工作,对于降低事故发生的风险，提升电厂锅炉安全性具有重大意义。

电厂锅炉泄漏原因分析

电厂锅炉泄露的原因有很多，从大的方面来看导致锅炉泄露的因素主要有锅炉自身设计问题、工作人员操作问题、锅炉内部水循环问题以及各部位受热程度问题，然而从结构来看主要是锅炉的水冷壁、过热器、再热器、省煤器，即“四管”的泄漏问题。下面就来一一进行分析。

1、锅炉水冷壁泄漏的原因

电厂锅炉水冷壁是极其重要的部件，一旦发生泄漏，不但维修成本极高还会对电网形成破坏，造成很大的经济损失，其泄漏的原因主要有以下几点：

设计不科学。设计时对管道的承压力没有足够的认识，水冷壁金属焊接部位抵抗外界压力的性能差导致泄漏发生。

受热不均匀。在加热过程中，水冷壁由于自身不合格或内部水垢附着薄厚情况不同，使得管壁局部受热过高，产生高温导致泄漏。

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水循环不畅。产生这一现象的主要原因是天气情况和电厂负载能力情况，例如：在北方寒冷的冬季，水被冻成了冰当然导致水流不畅。

检修操作不当。如锅炉检修启停频率过高，水冷壁焊接缝应力疲劳成为泄漏诱因；又如在锅炉清洗中，酸洗温度过高导致泄漏。

2、锅炉过热器、再热器泄漏原因

导致锅炉过热器、再热器泄漏原因有很多，如设计问题、磨损、超温、腐蚀等。

设计上的缺陷。我国早期锅炉产品大多存在一些问题，如炉膛类型往往只能使用规定的燃料，其他燃料则很危险，而过热器、再热器的壁面温度在设计时就一定要确保所用材质的耐受温度要在最高温度之上，这样才能避免此类原因引起的泄漏。

超温导致泄漏。从目前看来，导致超温的原因主要有以下3种：一是火焰中心位置。火焰中心位置上移导致器壁超温进而引发爆裂。火焰中心上移的因素有很多，例如：机组漏风、煤粉颗粒过大、吹灰配合不足、烟气温度上升等，这些都可能使过热器、再热器超温，而且在烟气通过处管壁磨损增加。此外煤质不好也可能导致超温，这主要是因为煤质差易在炉膛中生成煤焦导致火焰中心上升。二是工质流速过低。这一因素引起的超温多发生于屏式过热器，当锅炉启动或低负荷运动时，如操作不当加之工质流速低最易致超温泄漏。三是安装质量问题。安装和设计的质量是导致超温因素中占相当一部分，具体如火炬行程设置太短、同屏管安置量太多、喷燃器安装角度有误、管内遗漏异物等。

磨损导致泄漏。一般来说，过热器、再热器的磨损大多在烟气过道、烟气流速剧烈变化的位置附近，如管子弯头处、穿墙部分，特别是冲刷大的地方磨损发生率极高。

腐蚀导致泄漏。出现高温腐蚀的位置大多在高温对流过、再热器出口部位的蛇形管上，腐蚀原因主要是低氧环境下燃烧生成过多三氧化硫以及使用不耐腐蚀的渗铝管。

3、锅炉省煤器的泄漏原因

省煤器泄漏原因主要是由于磨损产生的，磨损又有局部和整体之分。相比之下，局部磨损导致泄漏的机率更大，一般在省煤器左右两组的中部弯头、靠近前后墙的管排、两侧靠近墙壁弯头、错列省煤器顺烟气流向的第二排管以及管卡周围的管排等。磨损原理是由于烟气流动中的固体颗粒物的冲撞和磨擦造成的，当冲撞角度在30°～50°时对管壁的磨损力最大。

电厂锅炉泄漏的预防措施

1、锅炉水冷壁泄漏的预防措施

保护好受热面。要注意保持锅炉受热面状态，使其在锅炉表面清洁的基础上形成良好的保护膜，注意防止受热面在安装使用的时候受到的腐蚀以及金属氧化物在其表面的沉积，在表面不干净的情况下，要进行化学清洗。

加强水循环处理。针对水循环不畅引发的泄露问题，降低其发生次数，电厂有设专人负责检查，而在酸洗除垢时要严格控温在规定范围内，温度过高会使水循环中的保护膜破除，以致泄漏发生。出于水完善考虑，可以用除盐水代替补给水，选择氧化性水工况可以减少机组内的结垢等不良情况，另外加强蒸汽监测，严管各指标，避免无机酸等物质的污染。

控制启动、停止次数和频度。选择寿命长的设备，设定适当的检修周期，减少启停次数，有利于水冷壁焊接部位所受摩擦力的减少。另外，提高维修质量也可以降低维修次数，国际常使用充氮法做好启停保护，减少停炉过长启动时的危险因素。

2、锅炉过热器、再热器泄漏的预防

超温爆管的预防。前面我们已分析了导致超温的因素，主要包括管材不耐热、烟气侧温度过高、管内工质流速度低等。预防的措施主要有炉膛承压不能过大，以避免漏风；管内蒸汽温度要适时调节；保证炉膛高度，注意燃烧配风和内外风的旋转强度，以预防火焰中心上移；使用优质燃煤并注意及时清除积灰和煤焦。此外，锅炉不能长时间超负荷运行，使用管材也要符合质量要求。

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高温腐蚀的预防。腐蚀程度与温度和腐蚀物质的剂量关系密切，温度过高会加重腐蚀程度，腐蚀剂的量越大腐蚀程度越大。一般在燃料允许的情况下，选用升华成分较少的煤，以减轻过热器管的腐蚀程度。想将过热器管温度降到500 ℃以下，使升华灰完全固化以达到防腐目的并不可行，所以，只有控制管壁温度才是行之有效的办法，这样做虽然不能完全防止高温腐蚀，但可以减轻腐蚀程度，延长管的使用寿命。

在检修、安装工作中做好预防。保证过热器的制造、安装以及检修质量、焊接质量，在运行中应密切监视过热器的运行情况，一旦发生异常应及时调节和处理，保证过热器的正常运行。

3、锅炉省煤器泄漏的预防

为了使省煤器可以直接防磨，可采取的措施通常有：单根管上装置钢条或护瓦、弯头装护瓦、整组管子装设护帘等。降低烟气流速和省煤器直接防磨这两种防止爆漏措施主要是从设计、结构和工艺上进行防治。但在实际生产过程中，省煤器的磨损爆漏也受到运行条件的较大影响。省煤器防止磨损的运行措施主要包括以下点：

控制燃煤，使用规定煤种，避免飞灰浓度过大和烟气速度增加。

控制煤粉细度，煤粉细度不能太大，避免烟气中固体颗粒的大小和硬度增加。

减少漏风，漏风导致锅炉效率下降，同时烟速上升，不利于减少磨损。可以采用改善炉墙的施工、检修质量、安装内护板、增加炉膛气密性、防止炉膛负压过大等方式避免漏风发生。

辅助工具的正确使用

在正确找到锅炉事故发生原因和预防措施后，也要有合适的辅助工具进行协助工作，使锅炉防磨防爆工作事半功倍。云科科技的“锅炉可视化防磨防爆系统”，能够在检修管理、数据监控与定向分析、三维展示等方面为锅炉防爆工作提供强大的支持。

1、检修管理。系统内的检修管理功能是锅炉检修的管过程管理模块，包含：检修项目管理、检修文件归档、处理记录管理、膨胀指示管理、泄爆记录管理、以及重点位置劣化分析等功能。
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2、数据监控与定向分析。锅炉受热面的腐蚀减薄受到锅炉本体运行状态、吹灰器运行状态、化水质量、煤质变化等多方面的影响。数据监督管理模块用于收集汇总其他平台上的相关数据，并进行实时的监控、分析与报警。其中主要包括金属壁温数据、运行调整数据、吹灰监督数据、化水监督数据、煤质监督数据等。功能层面包含：金属壁温监督、运行数据分析、吹灰统计分析、化水统计分析等功能模块。
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3、三维展示。三维可视化模块以一个高精度的三维模型为核心，模型范围涵盖锅炉四管、各级连接管道、各级进出口集箱、分离器、给水管道以及主再热蒸汽管道等设备。通过三维模型可直观查看锅炉结构、材质分布、焊口位置等基础物理结构信息。在三维模型的基础上，三维可视化管理模块实现了与受热面的基础台帐信息、检修记录信息、维护处理信息、泄爆事故信息、金属壁温监督信息、劣化分析信息等数据的互通互联。通过受热面，可快速实现如图所示相关信息的快速查询。
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锅炉问题是电厂关心的重点问题，可靠的锅炉管理系统可以使锅炉检修管理工作更高效、更智慧、更安全。