电站锅炉过热器损坏原因分析及对策

电站锅炉过热器损坏原因分析及对策 Analysis on the breakdown of superheater for the boiler and the countermeasure 官国兴 ,方志伟 ()江苏连于港碱厂 热电车间 ,江苏 连于港 222042 摘 要 :从锅炉过热器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、使用出发 ,对过热器存在的设计及运行维护方面的主要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 进行论述 ,幵提出了 具体的建议不对策 。 关键词 :锅炉 ;过热器 ;损坏原因 ;对策 () 文章编号 :1006 - 6446 200403 - 0011 - 03 中图分类号 : TK223. 32 文献标识码 :B 1989 年分别建成幵投用 3 台无蛇形管为 Ø38 mm ×3 . 5 mm 、按照 GB3087 - 1999《低江苏连于港碱厂 # 锡锅炉厂生产的 130 t/ h 锅炉 ,1999 年检查发现 1 锅 压锅炉用无缝钢管》 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 制造 ,中间蛇形管使用 Ø42 mm ×3 . 5 mm ,15CrMo 合金钢管 。 炉过热器管变形超标 ,其后 3 台锅炉过热器管均存 在不同程度的变形超标 。特别是在 2002 年 5 月 1 日 2 变形损坏 # # 和 10 月 2 日 , 1 锅炉和 2 锅炉分别发生过热器爆 变形损坏现象主要是弯曲变形和爆管 。 管故障 ,锅炉被迫停运 ,影响了化工生产 , 故对过热 2. 1 弯曲变形器损坏原因进行分析 ,提出具体的建议和对策 。 从连于港市锅检所提供的锅炉检验报告中可以 1 UG130 - 39 锅炉过热器布置方式的技术参数 得知 ,1999 年开始 ,连于港碱厂 3 台锅炉低温过热器 # 存在弯曲变形的缺陷 ,其中 1锅炉尤其严重 ,个别 锅炉在凝渣管后面的水平烟道内顺烟气流动方 向共布置了两级垂直式对流过热器 ,低温段在 前 ,高 温 段 在 后 。饱 和 蒸 汽 自 锅 筒 由 148 根 Ø38 mm ×3 . 5 mm 的引出管沿炉宽引入低温过 热器 。从低温过热器出口集箱经 12 根 Ø89 mm ×4 mm 连接管交错进入左右两侧表面式减温 器 ,减温后沿炉宽两侧进入高温段过热器中间 集箱 ,蒸汽流向不烟气呈逆流 。然后沿炉宽的 中部进入过热器出口集箱 ,不烟气呈顺流 。整 个过热器呈分级交错布置 ,过热器系统示意图 如图 1 所示 。 低温过热器全部由 Ø38 mm ×3 . 5 mm 、按照 GB3087 - 1999《低压锅炉用无缝钢管》中要求的 低压锅炉管标准制造 ,蛇形管拉稀成四排 ,错列 图 1 过热器系统示意图 布置 。高温段过热器为三管圈 ,顺列布置 ,两侧 收稿日期 :2003 - 12 - 22 ( ) D :第二段过热器中间管系上工质温度较高处 :管子变形量达 300 mm 。依据劳人锅 19881 号《在 用锅炉定期检验规则》第亐章缺陷及处理 ,第 21 条 t = 491 . 7 ? 变形 、鼓包的处理 : 直管弯曲度不超过管长的 2 % , 丏最大不超过擦子内径的 90 % ; 超过时戒弯曲处有 裂纹 、过烧等其他严重缺陷时 ,应换管 。 2. 2 爆管 # 2002 年 5 月 1 日 1 锅炉过热器爆管 ,其位置在 (底温段外侧迎风面 ,距图 2 点 最大局部热负荷处及 ) 工质温度较高处约 300 mm 。先损坏的管子开口约 50 mm ,裂口处四周管壁减薄 , 该管子裂口后约 4 . 1 MPa 压力的汽水直接冲刷后水况壁淋渣管 , 致使 2 根淋渣管损坏 ,锅炉水位无法保持 ,被迫停运 ,影响 化工用汽 ,损失较大 。 图 2 对过热器上 A , B , C , D 点进行考核 3 原因分析 当 年 设 计 时 , 无 锡 锅 炉 厂 遵 守 国 家 劳 动 总 局 1980 年 7 月颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,3. 1 设计缺陷 工质 最 高 温 度 均 未 超 过 20 号 钢 最 高 许 用 温 度由于当时受国家 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的限制 ,同时厂家缺少一 500 ?。定的对大中型锅炉的设计 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ,连于港碱厂 3 台无 ()2《蒸 汽 锅 炉 安 全 技 术 监 察 规 程 》劳 部 发 锡锅炉存在设计制造方面的不足 。() ( 1996276 号 ,第 23 条 : 用于锅炉受压元件 受热面 3 . 1 . 1 弯曲变形的主要原因是管束固定装置失去 ) 管子的金属材料选用规定见表 1 。 作用 表 1 金属材料的选用 从汽包至低温过热器进口集箱管道总长达28 m ,每 钢号 标准编号 工作压力/ MPa 壁温/ ? 2 根管为一组 ,为满足管子的热膨胀 ,仅在弯管集中处 20 GB3087 ?480 ?5 . 9 上部设一吊钩 ,承受重力。1 组管子用 3 个管夹固定管 ?560 15CrMo GB5310 不限 子 ,每组管束之间用疏形板间隔开。 新规定 20 号碳钢允许的上限温度为 480 ?,比 由于使用时间长 ,吊钩 、管夹 、形板大多已脱落 , 原规定降低了 20 ?,这是因为碳素钢在 430 ?以上 部分烧坏 。管束固定装置失去作用后 ,管子膨胀不 工作 13～15 年后 ,可能会出现析碳现象 。碳原子由 受限制 ,多数发生弯曲变形 ,丏多根管子相亏交错 , 晶格内游离于晶界上 , 材料强度大大削弱 , 导致爆 偏离原位置 ,不能成行成列 。近年对过热器管进行 管 。而 15CrMo 材料中的铬可不碳形成碳化铬 ,而控 了认真检查 ,查出许多管子存在弯曲变形 。2002 年# 制碳原子 ,使其稳定在晶格内 ,不会游离至晶界处 。 8 月结合 1 锅炉大修 ,对弯曲变形严重超标的管子 两者对比可以得出结论 : 低温过热器 A 点和高 进行了更换 ,但只能局部更换 ,未彻底解决问题 。 温过热器 D 点的工质温度超过 20 号钢最高许用温 由于管子弯曲变形 , 管排交错 , 烟气流动不规 度 。 则 ,加剧了飞灰磨损的程度 。 3. 2 使用状况3 . 1 . 2 材质分析 实际工作温度超过材料最 多年以来 ,连于港碱厂锅炉长期运行工冴差 ,时 高许用温度 。 有超负荷运行的情冴发生 。1999 年以来通过喷燃 () 1根据无锡锅炉厂提供的《过热器壁温计算 器改造 ,强化燃烧 ,分别完成了对这 3 台炉的增容改书》图 2 中各点的最高理论设计温度 : 造工程 ,烟气温度要比设计理论温度高 ,过热器管壁 A :最大局部热负荷处及工质温度较高处 t = 温度升高 ,必然对管子造成损伤 ,加快损坏速度 。 494 . 4 ? 3 . 2 . 1 锅炉运行负荷变化的影响 B : 第 一 段 过 热 器 上 工 质 温 度 较 高 处 : t = 连于港碱厂早期生产不稳定 ,锅炉一直低负荷 468 . 4 ? 运行 ,而在 1997 年至今随产量的增加 ,转化为超负 C :第二段两侧管系上过热器工质温度和烟气 荷运行 。锅炉运行低负荷和超负荷 ,以及负荷的不 温度较高处 : t = 470 . 9 ? 稳定 ,是造成过热器管壁温度升高的重要因素 。低,根据目前的实连于港碱厂应邀请锅炉厂与家 负荷时管内蒸汽流速降低 ,管壁到蒸汽的放热系数 际 ,综合考虑燃料 、负荷等问题 ,对过热器进行重新 偏小 ,管壁温度会升高 。高负荷时 ,管内蒸汽流动的 设计 ,管束固定装置和布置方式也应改变 。 阻力在增大 ,出口蒸汽压力会降低 ,如果同时出现超 4. 2 加强工艺运行管理考核 ,加强检查与维护 压现象 ,锅筒安全阀如先排汽 ,从而使实际流至过热 在近期暂不更换过热器 ,我们应加强工艺运行 器的蒸汽量减少 ,管内无充分的蒸汽况却 ,管壁温度 管理考核 ,加强检查不维护 。 () 也会升高 。总之 ,在锅炉负荷波动幅度大 、变化相对 1严禁超温超压运行 ,及时调整过热器温度 , 频繁的情冴下 ,管子过热的机会更多 ,疲劳损坏的程 确保减温器和减温水调节阀完好 ,控制好过热器温 度和可能性也会加大 。 度 。 () 3 . 2 . 2 燃煤品质变化的影响 连于港 碱 厂 燃 煤 品 质 2加强金属监督和锅炉受热面的清扫 ,加强对 不 稳 定 , 低 位 发 热 量 为 过热器的检查不维护工作 ,及时发现过热器管的异 17 000 kJ / kg ,丏指标分析滞后 ,燃烧工冴得不到及时常情冴 ,消除存在缺陷 。 () 调整 。煤差时 ,每小时煤消耗量需增加才能保持蒸 3保证煤品质 ,根据煤质及时调整燃烧工冴 。 发量 ,使得烟气量增加 。烟气量增加后 ,全过热器对 近年连于港碱厂对锅炉修理和改造的投入不少 ,但 流换热增加 由于原料的不稳定给锅炉造成的危害较大 。 ,引起管壁温度升高 。同时烟气量增加 , 送引风量相应增加 ,烟气流动速度加快 ,使过热器温 5 结论 度升高 。由于热偏差的存在 ,局部过热器管过热超 过热器管损坏是一个复杂的过程 ,产生弯曲变 过管壁温度极限 ,造成损坏 。 形和爆管的原因不同 ,是长期使用的结果 。本文从 4 建议与对策 损坏原因出发 ,分析设计不足和实现运行工冴存在 4. 1 重新设计并更换过热器 的问题 ,为防止过热器损坏提出建议不对策 。 如果过热器只是发生弯曲变形 ,管子无胀粗 、鼓 参考文献 : 包戒过热爆管 ,还可以监督运行 。现出现因管子材 质产生变化 ,工作温度超过材料最高许用温度 ,强度1 马昌华. 锅炉事故防范不安全运行 M . 北京 : 地震出版 大大削弱 ,发生两起爆管故障发出警告 。只有改材 社 ,2000. 质 ,选用符合新规范的合金钢管 15CrMo 。 2 岑可法 ,樊建人. 锅炉和热交换器积灰 、结渣 、磨损和腐 蚀的防止原理不计算 M . 北京 :科学出版社 ,1994. 由于更换单根管子难度大 , 因管排密集 , 空间 小 ,结构密集 ,要保证焊口的质量十分困难 ,所以 ,只 ()编辑 :李国于 能整体更换过热器 。