余热锅炉受热面常见问题及解决方法

摘 要：文章主要介绍了余热锅炉受热面常见的问题，以及在实际中的应用中的解决方法。并对如何提升管子的使用寿命作出了探讨，希望可以为相关工作人员提供帮助仅供参考。

关键词：余热锅炉；受热面；常见问题；解决方法

文章主要介绍了余热锅炉受热面管子在高温烟气冲刷和腐蚀的情况下，进行具体分析，以及如何提高管子使用寿命。余热锅炉在当今社会的工业生产中得到广泛应用，特别在炼油、造纸、炼钢、化肥等行业以及垃圾焚烧等，起到日益重要的作用。其中一方面对整个生产过程中余热的充分合理的回收利用，并进行工业发电，降低能耗，低碳环保，提高生产装置综合热效率。另一方面，降低了污染，满足环境保护的要求。因此，余热锅炉的正常运行，对正常生产起到至关重要的作用。这要求我们在设计、制造过程中充分考虑烟气成份的特殊性，尽量延长锅炉的使用寿命。在此对余热锅炉运行有较大影响的并具有一定典型性的問题作一些探讨。

众所周知，余热锅炉烟气特性，各有不同，例如炼油厂的烟气温度，平均在550℃左右，最高达到650℃。而造纸黑液碱回收燃烧熔融状态的碱液温度高达1000℃以上，并且在烟气中含有CO、H2S、SO2、H2O等对钢管有腐蚀作用的成份，有的烟气中含有极硬的碳粒子，对钢管的冲刷磨损危害极大，这些在锅炉设计应加以考虑，下面对过热器、蒸发器、省煤器管子的情况逐一进行分析说明。

1 过热器

过热器一般布置在烟气温度较高的地方，也是受烟气冲刷磨损最厉害的地方，管子经常出现爆管问题。一方面在蒸汽量品质及温度有效控制的前提下，出现爆管最主要的原因是管子受到冲刷磨损减薄、强度下降引起的。例如炼钢厂干熄焦锅炉，由于烟气中含有焦粉颗粒，其颗粒的耐磨性M10达到7.29%。在高温状态下，对过热器管子冲刷磨损相当厉害，因此考虑到锅炉运行寿命（一般为15年），我们在具体计算时应控制气体流速，一般<8米/秒，并在过热器管子上喷涂耐磨、耐高温合金，采用超音速喷涂的方法，全面提高管子对烟气中颗粒的抗磨性。而对于其他锅炉来说，一般在冲刷严重处增加防磨套管，对延长使用寿命起了积极的作用。另一方面，如果蒸汽品质、蒸汽量得不到有效控制，过热器同样也会出现爆管现象。管子里走的蒸汽，在蒸汽带水严重的情况下就出现管壁结垢的现象，从而出现爆管；在蒸汽量极少的情况下，管子出现干烧现象，对于一般合金钢来说，温度为550℃，在烟气高温作用下会出现爆管现象。因此我们在设计时：（1）充分考虑到余热锅炉烟气不稳定性，尽量保证蒸发量在正常范围内，低负荷运行时，应采用不锈钢或更好材质的管子；（2）严格控制汽包出口的蒸汽品质，采用旋风分离等装置来减少蒸汽中的水含量。

2 蒸发器

蒸发器是余热锅炉最主要的受热面，大部分烟气热能在此得以回收利用，在实际运行过程中普遍存在以下问题：因吹灰而带来的炉管破损，由于余热锅炉具有大量的换热管束，而烟气中或多或少含有一定量的灰份，随着运行时间的推移，势必导致管子的积灰，从而影响传热及烟气的流动。为了清灰，大多采用固定旋转式吹灰器对管束进行吹灰清理。但实践表明，使用蒸汽作为介质时，随着时间的推移，出现吹灰管附近管束因集盐而被腐蚀损坏，特别是采用饱和蒸汽吹灰时尤为严重。因此设计时采用压缩空气，对于烟气中灰份附着力不高的锅炉应采用声波除尘器，效果比较明显。对于烟气中带有粘性的灰粉，对流管束一般采用蛇形管，除灰时应采用振打装置。

3 省煤器

省煤器通常布置在烟道尾部，烟气温度较低，其用来降低排烟温度，满足环保要求。我们知道，由于烟气中SO、CN-、O2等与管壁水汽形成的露点腐蚀，会造成局部管壁壁厚增厚，因而爆管喷射出来的高温高压水和蒸汽致使相邻的管子大面积受损，而受损的管子喷射出来又以同样方式影响其他管子，造成恶性循环。大量的研究表明，在余热锅炉上省煤器的露点腐蚀是一个普遍而且较为严重的现象，短的甚至运行一两个月就会腐蚀而损坏，如何解决好这类问题，是提高省煤器寿命的关键。认为：（1）提高省煤器进水温度，这种方法已在多台锅炉使用效果十分明显。省煤器内水温越高，在相同的排烟温度下，它与烟气接触的表明温度也就越高，因而表面结露相对越难，可以有效减少腐蚀。具体做法：一种是在省煤器前设计一台给水预热器，把省煤器出口水一部分引入给水预热器，采用水换热把省煤器进口水温提高；另一种是在省煤器前设置一个混合集箱，把减温器回水及小部分省煤器出口水提高水温。（2）另一个行之有效的方法是从管子材质考虑，通过提高材质的防腐性能，从而有效地降低排烟温度。（3）对于烟气中灰份既有磨损，又有腐蚀的省煤器管子，为保证使用寿命，可以采用表面处理的方法，形成表面防护层，既耐SO2、CN-和O2的腐蚀，又耐磨损。事实证明，采用化学镀Ni-P的方法来保护管子外壁是可行的。因为化学镀镍层本身由Ni和P组成的非晶态镀层，镀层有很好的均镀能力，镀层厚度均匀，有很高的化学稳定性，经热处理后有较高的硬度，镀层孔隙率较低。经化学镀Ni-P处理的锅炉管子外壁的耐腐蚀、耐磨损，抗高压水汽冲刷的能力得到提高。同时该方法较为经济，若管子采用耐腐钢，再加上化学镀Ni-P，效果更好。另外水质问题引起爆管，在省煤器管子也比较明显，特别对锅炉使用寿命长就更需注意。若水处理不好，含氧量增加，造成氧腐蚀。因此应严格控制给水品质，甚至有的采用电站锅炉的水质要求更高。

以上是作者在余热锅炉设计和运行中得到的一点体会，仅供参考。但余热锅炉还存在很多问题，只有在工作中不断积累和总结，才能使余热锅炉设计精益求精。

作者简介：滕百慧，女，工程师，2006年毕业于佳木斯大学，现从事锅炉设计工作。