浅析预防锅炉受热面失效

2014-08-15臧俊荣

同煤科技 2014年1期

臧俊荣

（西山热电有限责任公司发电部，山西西山 030022）

火力发电厂发生的事故中锅炉出问题的几率较大，而导致锅炉发生事故又以锅炉受热面失效损坏的频率较高。锅炉受热面失效问题困扰着各大电厂，因此深入分析研究锅炉受热面失效的预防措施意义重大。

1 锅炉受热面失效原因

锅炉受热面是指把燃烧产物与水汽工质隔开的金属壁面。受热面把燃烧产物的热量传给水汽工质并承受工质的压力，既受热又承压，工作条件极其恶劣，因而由材料失效所引起的受热面失效时有发生。锅炉燃煤多变、煤质差的时候，锅炉受热面产生超温、磨损、积灰、结渣、腐蚀等一系列问题的可能性更大，加上参与调峰、加减负荷频繁，运行控制调整失当，锅炉水处理不善等因素，也会造成锅炉受热面的失效。此外，随着锅炉向大容量、高参数方向发展，炉内结渣、水冷壁高温腐蚀现象更加突出。

2 锅炉受热面失效的预防

2.1 锅炉水化学工况控制

火力发电厂锅炉汽水化学控制的主要目的是减少锅炉设备在各种条件下的腐蚀和结垢以及蒸汽通流部位的积盐。为了达到此目的通常对汽水品质进行某些规定，并向给水和炉水中添加少量的化学药品，维持其在一定工况下运行。其处理方式有以下3 种。

（1）磷化处理。由于炉水中含有较多游离NaOH，致使炉水pH 值不符合规定，因此使锅水中残余的钙、镁等杂质不生成水垢而是形成水渣。其处理过程是将磷酸盐用加药泵连续送入锅水中，使之与锅水中的钙镁离子发生反应，生成松软的水渣，然后利用排污的方法排出锅炉之外。

（2）全挥发性处理。是在水汽系统深度除氧的条件下，用氨和联氨维持一个较佳的除氧碱性工况，是一种抑制铜、铁腐蚀的炉水处理方式。优点在于控制简单、易于调整、监测项目少等，降低了炉水含盐量，可获得高质量的蒸汽，汽轮机通流部分积盐速度降低。缺点在于有可能造成凝汽器空抽区铜管氨腐蚀，降低凝结水除盐设备的运行周期。

（3）氢氧化钠处理。向炉水中添加少量的NaOH提高炉水pH 值。从理论上讲，单纯用NaOH 调整炉水pH 值所需NaOH 量为0.4 mg/L，当炉水pH 值为9.0 时NaOH 浓度为1.26 mg/L，当炉水pH 值为10.0时NaOH 浓度为4.0 mg/L。此处理方式使用效果良好，已被国内外很多电厂使用。

2.2 锅炉燃用煤质控制

尽量避免煤质特性差异较大的煤种混烧。煤质特性差异较大的煤种混烧应采用配煤装置。一般要求实际燃用燃料低位发热量与设计值的差值在±2 100 kJ/kg 以内。其次，严格控制煤中的含硫量，一般要求折算到标煤后的硫分≤1%。含硫量高不但导致锅炉排烟中的二氧化硫增加，破坏大气环境，而且可引起锅炉热态运行时炉内结焦和受热面高温腐蚀。这就要求对选用锅炉燃料的严格把关。不仅选用与设计相匹配的煤种，还得对煤质做相关化验，使每一项化验数据都符合燃料参数要求。

2.3 锅炉运行的优化调整

锅炉受热面的安全性除受设备状况和煤质的影响外，与燃烧调整的水平有很大关系。燃烧调整的目的就是确保锅炉燃烧稳定、受热面安全可靠（不超温、不超压），提高锅炉运行热效率，降低机组发电成本。在炉膛不结焦的前提下，煤粉气流的及时着火和稳定燃烧是保证受热面安全和煤粉燃尽的基础。在锅炉运行过程中，应根据煤质变化情况及时调整一次风速。燃用灰分高、挥发分偏低、着火困难的无烟煤时，应选择较低的一次风速以保证及时着火；燃用挥发分高易着火的烟煤或贫煤时，应选用较高的一次风速，防止烧坏燃煤器喷口。

2.4 锅炉停用后受热面的保护

锅炉停（备）用期间其受热面防腐是火力发电厂的日常工作之一。锅炉停（备）用期间其受热面腐蚀问题更加突出。锅炉停用时其受热面的腐蚀要比锅炉运行时发生的腐蚀更为严重。这是因为停用设备和大气接触时腐蚀体系可源源不断地得到氧气，而且停用时机组各个部位都会发生腐蚀。火力发电厂应用较多的防锈蚀方法有以下3 种。

（1）热炉放水余热烘干法。其最大优点是实施简便，临时检修、小修、停用时间在1 周以内适用。方法要点是，锅炉停用后压力降至规定值0.3 MPa～0.8 MPa，迅速放尽锅炉内存水，全开空气门、排气门和放水门，直至锅炉内空气达到控制标准，利用余热烘干受热面。

（2）负压余热烘干法。与前法类似，压力降至规定值时迅速放尽锅炉内存水并立即抽真空，加速向锅炉内引入空气和排出湿气，以提高烘干效果。要点在于放尽存水后立即关闭空气门、排气门和放水门等，封闭锅炉。该法需要配有抽气系统，保护周期在1 个季度以内。

（3）邻炉热风烘干法。要点为，热炉放水后为补充炉膛余热不足，辅以运行邻炉热风，继续烘干。方法要点是炉膛温度降至105℃时微开锅炉有关挡板，使炉膛烟道自然通风；然后开启总风道连通门或热风管道上的挡板，向炉膛送入220℃～300℃的热风，直至锅炉内空气湿度达到控制标准。停止送热风后应封闭锅炉，以维持锅炉内的干燥状态。冷备用及大、小修，保护周期在1 月以内适用该方法。

2.5 锅炉受热面的监督检验与维护管理

（1）锅炉受热面的监督检验。锅炉四管爆破泄漏是困扰火力发电厂安全稳定运行的主要原因之一，所以锅炉受热面的监督检验显得尤为重要。锅炉受热面的监督主要是在受热面的设计、安装、检修、改造等环节中进行监督和技术管理，尤其是焊接质量。要严格按照有关规程加强对锅炉受热面的监督和定期检查，发现问题及时采取切实可行的措施。

（2）锅炉受热面的维护管理。锅炉受热面的维护管理在于日常工作。机组运行时对锅炉参数进行优化调整，严格按规程操作，防止超温超压；检修时对锅炉受热面进行全面检查和测量，不放过任何安全隐患；备用时对锅炉受热面进行全面维护，加强管理，为锅炉的安全经济运行打下良好基础。要抓紧抓好对运行人员的培训，不断提高运行人员操作调整水平，严格控制气温、气压及管壁温度超限，调整燃烧，严防灭火，严防放炮等。