电站煤粉锅炉受热面超温失效的影响因素及改善措施

岳铮

摘 要：煤粉锅炉由于适应煤种广、燃烧迅速、完全、容量大以及效率高等优点，在电站等工业领域得到了广泛的应用。由于煤粉在炉内停留的时间较短，所以为了保证煤粉能够在短时间内得到充分燃烧，就需要保证风量等各种燃烧条件，炉膛内温度较高，所以受热面会面临超温而导致无法正常运行的影响。对电站煤粉锅炉受热面超温失效的影响因素进行分析，进而提出相应的改善措施，是提高电站煤粉锅炉运行安全性和可靠性的重要保障。

关键词：锅炉；受热面超温失效；因素

前言

为了适应工业生产的需要，火力发电机组的运行效率不断提升，锅炉的耗煤量也逐渐减少。锅炉的结构与运行参数也在不断的调整，在此过程中，由于设计、安装、运行等各方面的因素，会导致锅炉受热面出现高温失效的局面，從而影响到锅炉运行的安全性和稳定性。其中煤粉锅炉的燃烧状况比较特殊，需要在短时间内保证煤粉得到充分燃烧，所以温度较高，如果控制不合理，就容易出现受热面超温失效的现象。在导致煤粉锅炉受热面超温失效的影响因素中，下面主要以设计因素为主进行分析，同时对安装以及运行进行简要分析，综合各项因素，为以后的设计工作提供更好的思路，以便不断优化设计方案，降低受热面超温失效现象的发生几率，提高煤粉锅炉的运行效率，为电站的高效发展创造有利的条件。

1 设计因素对锅炉受热面超温失效的影响及改善措施

设计因素是影响电站煤粉锅炉受热面超温失效的重要原因之一，如果设计方案不合理，就会为后期的安装以及运行带来很大的影响，所以在设计锅炉时，应该综合各方面因素进行全面的考量，从全局性、组织性、结构性进行优化设计，尽量减少对受热面的损害，避免因为超温而导致失效现象的发生，下面对设计影响因素进行分析。

1.1 炉膛出口温度设计不规范

炉膛出口温度的参数设计是影响受热面超温失效的直接因素，其对锅炉运行的可靠性和安全性会产生直接影响。如果炉膛出口温度的设计参数不合理，不仅会降低受热面管的使用寿命，而且极易引发爆管事故的发生。炉膛出口的烟温则为炉膛出口进入对流管束之前的烟气温度参数，由于煤粉锅炉燃料的特殊性，在其运行的过程中，烟气中含有的飞灰基本处于融化状态，一旦与受热面接触，就会粘结在上面，从而提高热阻以及管壁的温度，在锅炉受热面中形成结渣现象，严重的情况下，会导致烟道堵塞，如果长期得不到清理和调整，就会发生爆管事故。所以，为了改善这种现象的发生，应该科学设计炉膛出口温度参数，将其控制在合理的范围内，减少烟气在运行过程中发生粘结现象，定期清理结渣，保证煤粉锅炉的正常运行。

1.2 锅炉水动力设计不合理

锅炉水动力的设计规范合理性不足，锅炉受热面热管与管壁金属的温度水平息息相关，在正常壁温的基础上，只要锅炉钢管具有较高的强度水平，一旦产生由水动力引起的传热恶化问题时，管壁温度将产生超标的情况，与此同时，管壁温度长期波动，最终导致锅炉钢管会因金属强度下降或金属疲劳而破裂的后果。所以，一定要严格控制锅炉水动力设计的规范性，保证水动力传热的均匀性。

1.3 锅炉热力特性参数的选取

锅炉热力特性参数的选取失误同样是造成其超温失效的重要因素，热力特性参数与炉膛结渣状况具有直接联系，而一旦锅炉炉膛出现结渣的情况，炉膛出口温度上升，过热器温度上升，与此同时，包括空气预热器入口温度、排烟温度、热风温度等在内的相应参数均出现超标上升的结果，使得热管运行出现障碍，进而造成缩短其寿命或者直接失效的后果。所以，提高热力特性参数选择合理性十分重要。

1.4 设计煤种的选取

由于煤粉锅炉具有煤种适应性强的特点，所以有些电站在设计煤种的选取时，为了降低成本，没有考虑到设计煤种的规范性，就会选择劣质煤，超出了设计煤种允许的范围，由此在燃烧运行的过程中，锅炉的运行状态就会发生改变，不在正常效用范围内，就会导致热管超温失效现象的发生。所以，为了控制设计煤种选取的规范性，一定要根据电站煤粉锅炉运行的特点，合理选择有效煤种，既能够保证煤粉的燃烧效率，又能够避免对锅炉燃烧状态的改变，从而控制受热面超温现象的发生。

2 安装维修因素对锅炉受热面超温失效的影响及改善措施

安装维修也是导致电站煤粉锅炉受热面超温失效的重要因素，因为即使设计方案再优秀，在安装过程中出现失误，没有按照设计工艺流程操作，也会对锅炉的运行工况产生很大的影响。在锅炉安装过程中，因为部件较多，且工艺比较严谨，一旦出现安装不规范，操作管理不严的情况发生，就会导致受热面超温失效现象的发生。比如在安装焊接过程中，熔化的金属流淌到焊接范围外，就会在热管内壁形成金属瘤，减少管壁内径，在锅炉长期处于高温高压状态下时，就会导致超温失效现象的发生。此外，由于安装检修工作不到位，还会存在很多其他的问题，任何一个细节的疏忽，都会对设计方案产生巨大的影响，从而威胁到锅炉运行的安全性。

所以为了保证锅炉安装维修的规范性，应该保证每个步骤的严谨性和规范性，一切工艺程序都需要严格按照规范标准执行，严格把好质量关，做到不遗漏、不错装，从而保证锅炉能够按照设计工艺的正常运行。

3 运行因素对锅炉受热面超温失效的影响及改善措施

煤粉锅炉在按照规范要求安装完成后，只要能够保证运行操作的规范性，就可以最大程度的控制受热面超温失效现象。但是在实际运行过程中，还是会遇到操作不当等因素而改变锅炉的运行状态，比如煤质的控制不当，对锅炉的启停操作控制不规范，日常维护不到位等情况，都会对锅炉原有的设计工艺产生一定的影响，从而发生热管超温失效。

为了保证锅炉能够按照正常运行，应该加强对运行操作人员的培训，熟练掌握锅炉的运行原理，严格按照运行规范操作。根据锅炉设计工艺要求，定期组织清理，保证锅炉的安全顺畅运行。

4 结束语

锅炉受热面在设计时都具有一定的技术参数，如果温度在设计允许的范围内，受热面则可以正常运行，但如果温度超出了受热面能够承受的极限范围，则会对受热面造成严重的损坏，直接影响到锅炉运行的安全性，严重时会造成巨大的经济损失。所以在改造电站煤粉锅炉系统结构，提高运行效率的同时，应该充分考虑各项因素可能会对受热面产生的影响。一方面应该合理控制燃烧温度，另一方面要通过结构设计、材料改善以及参数调整等措施，提高受热面的耐高温、耐腐蚀的特性，为促进电力事业的长久发展创造良好的条件。

参考文献

[1]董建聪.电站锅炉高温对流受热面管壁温度在线监测方法研究

[D].华北电力大学，2010-12-01.