电厂锅炉分隔屏过热器常见问题原因分析及处理措施

（大唐长春第三热电厂 吉林省长春市 130103）

摘 要：随着当今电厂锅炉锅炉容量与蒸汽压力的不断增加，过热器在锅炉中的的地位也越来越重要。但是由于恶劣的工作环境，经常发生管屏出列、管子内壁腐蚀等问题。本文结合长春某电厂多年运行的实际情况对分隔屏常见问题进行了分析，并制定了处理措施。将大大提高机组的可靠性，为设备长周期稳定运行提供可靠的保障。

关键词：过热器 变形 腐蚀 超温

0引言

电厂锅炉是火力发电厂的三大主机中最基本的能量转换设备。它使燃料在炉内燃烧放热，并将锅炉内工质水加热成具有足够数量和质量的过热蒸汽，工汽轮机使用。分隔屏是锅炉的重要过热器，但是由于分隔屏过热器的工作环境十分恶劣，随着工作时间增加，设备会出现变形、腐蚀等问题，所以必须采取一定的手段和措施，才能为了避免分隔屏损坏，延长设备使用寿命。

1锅炉分隔屏过热器的工作原理

过热器的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽。在锅炉负荷或其他工况变动时应保证过热蒸汽温度正常，并保持在规定范围内波动。从电厂热力循环看，蒸汽的初参数越高，则循环热效率越高。随着锅炉容量的增大及蒸汽初参数的提高，过热器的作用就更加重要。

过热器由五个主要部分组成： a） 末级过热器；b） 过热器后屏；c） 过热器分隔屏；d） 立式低温过热器和水平低温过热器；e） 顶棚过热器和包墙过热器。

随着锅炉容量增大和蒸汽压力的进一步提高，水蒸发所需要的热量减少，而蒸汽过热热进一步增加，必然要将过热器布置在炉内的高烟温区，如分隔屏过热器。分隔屏过热器是以吸收炉膛辐射热为主的辐射换热器。可以降低炉膛出口烟温，减少烟气扰动和旋转，改善过热蒸汽的气温特性。

2锅炉分隔屏过热器的布置及结构

以长春某电厂为例，该电厂拥有两台350MW锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式，燃用褐煤。锅炉的最大连续蒸发量为1165t/h；机组电负荷为350MW（即THA工况）时，锅炉的额定蒸发量为1045.56t/h。

分隔屏过热器就布置在炉膛上方，前墙水冷壁和过热器后屏之间，沿炉宽方向布置四大屏，每大屏又沿炉深方向分为6小片。每小片由9圈共18根管组成。由于处于炉膛位置和受热的不同，管子的材质也不同，通常分别为12Cr1MoVG、SA-213TP304H。管屏从炉膛中心开始，分别以一定的横向节距沿整个炉膛宽度方向布置。

分隔屏沿炉膛宽度方向有四组汽冷定位夹紧管并与墙式再热器之间装设导向定位装置以作管屏的定位和夹紧，防止运行中管屏的晃动；同时，管子与管子之间有活动卡块（如图1所示），能保证管子之间能上下窜动，但不会突出管屏面。

3锅炉分隔屏过热器常见问题

锅炉分隔屏过热器位于炉膛内，工作环境恶劣，出口蒸汽温度达到540℃，经常发生以下问题：

（1）分隔屏管排卡块脱开、管排出列；

（2）分隔屏管排弯曲变形；

（3）分隔屏管排内壁腐蚀；

（4）分隔屏流体夹管内弯头渗漏。

以長春某电厂2号锅炉为例。检修期间进行受热面检查时，发现2号炉分隔屏过热器有15根管出列，出列管位置分别在分隔屏夹屏管上方至顶棚管下方，出列管不同程度弯曲（如图2所示）。出列管全部进行割管更换，割管下口距下弯头最低处为5.7m，上口距下弯头最高处为13.4m。

以长春某电厂1号锅炉为例。检修期间，对1号炉分隔屏过热器进行检查，发现内壁存在结垢（如图3所示）与腐蚀情况，附着物去除后，可见管内壁有点蚀坑（如图4所示）。

4锅炉分隔屏过热器常见问题原因分析

针对分隔屏常见的问题，通过检修记录、水汽指标记录、现场查验、化验分析以及同类型锅炉分隔屏过热器设备情况对比，对导致这些问题的原因进行了分析，得出以下结论。

4.1 分隔屏管排出列的原因分析

（1）由于安装、制造及运输、运行过程中个别屏管与管之间管卡变形卡涩，运行中出现膨胀偏差时管卡断裂，部分管失去约束逐渐出列。

以长春某电厂2号锅炉分隔屏过热器管排出列情况以及出列管排割管情况进行实物分析（割管下口距下弯头最低处为5.7m，上口距下弯头最高处为13.4m）。出列管标高在56.684m至64.384m之间，在此区间由5道活动夹块，每间隔2.37m有一组活动夹块固定管排，由此分析管排固定不存在问题，造成管排出列的主要原因就是活动夹块断裂。

（2）个别管排超温，膨胀量增大，也是造成管排出列的原因之一。

以长春某电厂分隔屏过热器超温记录进行分析。根据1、2号锅炉超温情况分析，两台炉分隔屏过热器个别管屏在14年、15年均存在超温情况，其中，2号炉分隔屏第2、5、7、23、24、25点超温较为频繁。此处的分隔屏过热器管均有弯曲变形现象。

特别要强调一点，分隔屏过热器使用的是12Cr1MoVG，使用温度是580℃，温度超限值是484℃。由超温记录来看，超温均在2～5℃之间，时间在1～5分钟。虽然超温限值较低，超温量较小，但测量的是炉外温度，近似于蒸汽温度，而没有考虑炉内管壁存在55℃～110℃换热温差，两者存在温度梯度。

（3）有时从经济角度考虑采用给水泵低压运行。压力低时蒸发段吸热量增加过热段吸热量减小，导致过热受热面管排超温。

4.2 分割屏管内腐蚀原因分析

（1）水汽品质不合格是导致腐蚀发生的原因之一。在设备运行过程中，曾将发生过热网加热器漏泄，当时锅炉给水、炉水、过热蒸汽、再热蒸汽和饱和蒸汽氢电导率超标。抽查21日，过热蒸汽DDH 0.186μs/cm，22日，过热蒸汽DDH 0.179μs/cm。

（2）给水、炉水及蒸汽含有微量Cl-、SO42-、乙酸等阴离子导致金属表面氧化膜破坏，使腐蚀加剧。

（3）过热器管内壁直接与高温高压蒸汽流中的干过热蒸汽发生高温蒸汽腐蚀是腐蚀产生的又一可能原因。

（4）基建阶段及锅炉停备用期间，过热器管内不免存在脏污、积水和氧气进入，产生腐蚀会使Fe3O4保护膜遭到破坏。

5锅炉分隔屏过热器常见问题处理措施

5.1 分割屏管排出列处理措施

国内锅炉屏过出现大面积乱排、出列还是非常普遍的，轻微的管排出列问题并不严重，只要进行处理即可。

（1）重点应该关注管壁超温问题。建议电厂对各屏炉外测点对应的回路及温度进行统计，以便了解各回路吸热及水动力分配情况是否存在问题。

（2）检修期间，对管屏活动夹块进行全面检查，看是否存在卡涩、变形、撕裂，致使管排膨胀受阻和出列因素。

（3）低负荷时注意控制运行压力，避免过热器管壁超温。

（4）在炉内加温度测点监测屏过金属壁温，避免炉内管壁存在55℃～110℃换热温差对监测的影响。

（5）进行分隔屏过热器检查或检修，应做好检查和检修的详细记录以及影像资料，定期进行劣化分析，判断劣化趋势，在发生故障前进行更换工作。

（6）给水泵低压运行可产生一定节能效果，但是低压运行将导致过热器超温，对锅炉安全运行带来影响较大，建议谨慎采用低压运行方式。

5.2 分割屏管内腐蚀处理措施

（1）防止热网加热器、凝汽器泄漏，降低蒸汽中的氯离子和氧的含量。加强对给水质量监督，防治减温水水质不合格。

（2）加强对炉水质量监督，保证过热蒸汽纯度。加强锅炉排污，降低炉水含盐量，减少蒸汽携带量。

（3）加强凝结水精处理出水质量控制，按月进行水汽系统痕量离子检测。

（4）加强停炉期间的防腐，每30min监测一次水汽pH值、电导率和氢电导率，每1小时测定一次水汽中的铁、铜含量，保证炉水和分离器出水pH值大于9。

（5）大小修时加强对汽包内水汽分离装置的维护，保证水汽分离效果，减少蒸汽带水。

（6）严格加强锅炉过热蒸汽温度的控制，保持热负荷稳定，防止高温腐蚀及低熔点腐蚀性化合物贴附在金属表面上。

6总结

电力工业是国民经济发展的基础。电力工业的发展水平和电能供应的数量和质量是衡量工业、农业、国防和科技现代化的重要标准。特别是在我国北方，供热电厂肩负着冬季为千家万户供热的重要任务，将近6个月的供热期，机组需要连续运行，其设备稳定性至关重要。而分隔屏过热器作为电厂锅炉的重要设备，一旦发生问题必将直接导致机组停运，冬季供热中断的严重后果。及时发现问题，采取科学有效的措施，降低分隔屏过热器的事故发生率，将大大提高机组的可靠性，为设备长周期稳定运行提供可靠的保障。

参考文献：

[1]叶江明.电厂锅炉原理及设备（第二版）.北京：中國电力出版社，2007

[2]郑体宽，杨晨.热力发电厂.北京：中国电力出版社，2007

作者简介：

孙洪坤（1986.11-），男，籍贯：吉林省公主岭市，学历：研究生学历，工程师，研究方向：电力工程