燃机电站余热锅炉受热面泄漏原因及预防措施论文_曾立军

燃机电站余热锅炉受热面泄漏原因及预防措施论文_曾立军

(广东粤电花都天然气热电有限公司 广东广州 510630)

摘要:随着电力工业的飞速发展,火电厂大容量、高参数发电机组日益增多,对四管防爆工作提出了更多更高的要求。天然气发电技术作为清洁能源得到广泛推广,所配套余热锅炉是联合循环电站中回收燃气轮机排汽余热产生蒸汽,推动蒸汽循环的发电换热设备。一般认为,余热锅炉只是一个管式热交换器,不存在飞灰磨损、辐射对流过热、高温腐蚀等问题,但经过近多年的运行、检修,余热锅炉受热面承压部件逐步显现出一些设计、安装、运行方面的缺陷,受热面裂化受损出现泄漏。

关键词:燃机电站;余热锅炉;受热面;泄漏原因;预防措施

锅炉受热面作为火力发电厂锅炉中一个基本部位经常处于复杂、恶劣的环境之中。锅炉受热面管包括省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管。多年来, 受热面管的损坏泄漏一直是影响火力发电厂安全运行的一大因素。受热面管的泄漏是造成电厂非正常停机 (非停) 的最普通、最常见的形式, 一般占机组非停事故的50%以上, 最高可达80%。受热面管的失效严重影响了机组的安全性和经济性, 因而备受电厂重视。

1锅炉故障

1.1锅筒水位高

现象:锅筒水位计高于正常水位。控制室各水位表同时向正值增大,高水位报警。给水流量不正常大于蒸汽流量。蒸汽含盐量增加。蒸汽带水时,依蒸汽流程,各过热器壁温、减温器前后汽温、主蒸汽温度先后快速急骤下降。严重满水时,蒸汽管道内发生水冲击。

原因分析:给水自动失灵,或被控设备(给水泵、调门等)故障失控,使给水流量大于蒸汽流量,高水位报警信号失灵,运行人员发现不及时。手操时运行失误,调整不及时或误操作。水位计、蒸汽流量表、给水流量表指示不正常,造成运行人员误判断而误操作。负荷突增或安全门动作,造成瞬间高水位,自动(手动)调节跟不上。给水控制方式切换过程中,控制不当,给水量大于蒸发量,水位上升。

1. 2锅筒水位低

现象:锅筒水位计低于正常水位。控制室各水位表同时向负值增大,低水位报警。给水流量不正常小于蒸汽流量。原因:给水自动失灵或被控设备(给水泵、调整门)故障失控,使给水流量小于蒸汽流量,低水位报警信号失灵,运行人员发现不及时。手操时运行失误,调整不及时或误操作。水位计、蒸汽流量表,给水流量表指示不正确,造成运行人员误判断而误操作。定排门漏泄或排污量过大未与主控联系。集箱放水门误开。负荷突降或主汽压力突升,造成瞬间低水位,自动(手动)调节跟不上。

1.3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。 一是设计不科学。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。二是受热不均匀。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。三是水循环不畅。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。四是检修操作不当。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。五是设计安装过程存在不合理处,造成管道受热膨胀不畅导致管道拉裂泄漏。

2锅炉泄漏的预防措施

2.1 锅炉水冷壁泄露的预防措施

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 控制启动、停止次数和频度。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选择寿命长的设备,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。

2.1.4 合理的设计安装,使管道受热膨胀畅顺,密切监视锅炉的膨胀指示,防止发生膨胀受限的现象。

2.2 锅炉过热器、再热器泄漏的预防

2.2.1 超温爆管预防。以前我们分析过引起过热的因素,主要有管道的耐热性、烟气侧温度高、管道内工作物流速低等,主要的预防措施是炉压不应过高,以免漏风;管内蒸汽温度应调整。此外,锅炉不能长时间超负荷运行,管道的使用也应符合质量要求。如水冷壁安装操作平台托架安装用插槽的切割,水冷壁管间距较小,容易损伤管壁。螺旋水冷壁组合安装过程中,由于设备单件较小、数量较大,焊缝较大,焊接过程中容易造成焊接变形。所以在焊接中应采用分段跳焊的方式进行,以减少焊接应力集中。

2.2.2防止高温腐蚀。腐蚀程度与腐蚀物质的温度和用量密切相关。温度过高会加剧腐蚀程度,腐蚀剂用量越大,腐蚀程度越大。一般情况下,在允许使用燃料的情况下,选择升华成分较少的煤来减少过热器管的腐蚀。将过热管的温度降低到500℃以下,使升华灰完全凝固,达到防腐的目的是不可行的。因此,仅控制管壁温度是一种有效的方法。这种方法虽然不能完全防止高温腐蚀,但可以降低腐蚀程度,延长管子的使用寿命。

2.2.3维护安装中的预防措施。为了保证过热器的制造、安装、维护和焊接质量,应密切监视过热器的运行情况。如有异常,应及时调整处理,确保过热器正常运行。

2.3防止锅炉省煤器泄漏

2.3.1防止低温腐蚀。余热锅炉的排烟温度较低,特别对于燃用重油的机组,由于重油硫含量较高,烟气露点温度也相应提高,布置在低温段的受热面造成低温腐蚀。省煤器管屏出现泄漏,尤其是烟道下部管子弯头处,已多次出现泄漏。可采用在低压省煤器设置再循环泵,它用来保证低压省煤器管束的烟气温度高于酸露点,以避免烟气结露腐蚀管束损害锅炉。

2.3.2 防止省煤器直接磨损。为防止省煤器直接磨损,可采取以下措施:在单根管道上安装钢筋或木瓦,在弯管上安装木瓦,在整组管道上安装窗帘等。防止爆炸和泄漏的两个措施是降低烟气速度和省煤器的直接耐磨性。主要从设计、结构、工艺等方面进行论述。但在实际生产过程中,省煤器的磨损也受到运行工况的影响。防止省煤器磨损的操作措施主要包括以下几点。

对省煤器管子磨损严重处可焊上钢条来进行防磨,在实际运行中起到了良好的效果。同时这种防磨方法用钢材少,对传热影响也小并能有效防磨;对磨损严重的省煤器管段或弯头处可采用加装防磨罩来减轻磨损。防磨罩的作用之一为可避免被保护的省煤器管段与烟气中的灰粒直接接触,作用之二可减少省煤器管弯头与护墙之间间隙中的烟速以减轻该处的管段磨损;局部采用厚壁管或管子外表面层涂以防磨涂料。

结论

余热锅炉是电厂的重要主机设备,受热面的失效泄漏是导致余热锅炉可用率损失的主要原因,也是目前余热锅炉设计、运行维护及技术监督最重要的技术管理环节。本文总结了某电站几项典型电站余热锅炉的受热面泄漏,并对其进行分析和处理,提出针对性的预防措施,以确保设备的健康。锅炉磨损及受热面过热、磨损、泄漏问题,目前仍然是火力发电厂生产过程中的一大技术难题。今后如何防止锅炉磨损及承压部件的泄漏,对检修管理人员和运行技术人员提出了更高的标准和更严格的要求。这需要我们不断地总结经验,结合哈尔滨锅炉厂有限公司锅炉设计的实际情况和崇信发电公司的燃料特性,在摸索、改造中不断提高。总之,火力发电厂抓好锅炉防磨防爆工作,可以大大减少锅炉四管的爆漏,使锅炉长周期安全经济运行。

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论文作者:曾立军

论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期

论文发表时间:2019/5/6

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