电站锅炉常见问题分析及对策

汪家斌

（青海省特种设备检验所，青海西宁 810000）

0 引言

虽然电力行业的发展趋势是环保、新能源发电，但由于我国是煤炭大国，并且火力发电技术成熟、成本低，不受地势环境等因素的影响，决定了未来很长一段时间内，火力发电仍是电力行业的主力。火力发电厂最主要的热力设备就是电站锅炉，也叫电厂锅炉，电站锅炉主要分为煤粉锅炉和循环流化床锅炉。锅炉的主要作用是使燃料在炉内燃烧产生热量，并将锅炉工质由水加热，产生足够数量质量的过热蒸汽，推动汽轮机运转发电。造成锅炉厂发生事故的原因很多，除运行人员技术程度、工作态度外，设备的设计、制造、安装和检测等相关环节如有纰漏，都可能导致锅炉事故的发生。因此，要防患于未然、从根源上避免锅炉事故的发生。

1 电站锅炉常见问题分析

1.1 电站锅炉受热面磨损机理和类别

锅炉运行过程中，燃料燃烧时产生的的烟气灰粒会以不同的速度冲击受热面，造成受热面磨损。灰粒通过受热面时会产生不同的速度，不同的速度会造成不同的磨损，90°冲击会造成受热面变形磨损；小角度冲击会产生剪切力，造成受热面切削磨损。锅炉在实际运行中，烟气灰粒中的SiO2（45%～65%）、Al2O3（20%～35%）及Fe2O3（5%～10%）和CaO（5%）等硬颗粒会达到一定的速度，高速持续对管壁的冲击，都能导致受热面的加速磨损。

受热面磨损的类型有吹损、碰损和烟气磨损3种。吹损是由于锅炉燃烧过程中产生积灰、结焦，积灰和结焦会降低热效应，给锅炉机组的安全运行带来隐患。为了解决这些问题就只能用吹灰器清除积灰和结焦，但清除积灰和结焦会造成管壁损耗、变薄。处理吹灰可用墙式吹灰器、伸缩式吹灰器和半伸缩式吹灰器。吹损主要是由于吹灰器在运行过程中卡住死机，或者吹灰器阀门漏水、不畅，另外吹灰时频率太快、压力过高、吹灰器伸出长度太长或者长度不够等都会导致受热面管吹损严重。碰损是由于锅炉在运行时高温气流冲击管壁而产生振动，导致锅炉内部各相邻零部件间发生损耗。烟气磨损是由于锅炉尾部邻近外界，烟气温度比较低，烟气中的积灰尘粒从高温的熔软状态变为质粒固态，对管辟造成冲击的损耗。

1.2 焊接缺陷

焊接缺陷主要是未焊透和未熔合造成的。

未焊透的成因：①管壁间缝隙狭小障碍多；②片与片组装焊接时，最后完成的焊口在焊接时剩下的焊口间隙变小；③出现错口也会形成未焊透现象。

未熔合的成因：①焊接时速度太快或者电流过小，焊口熔化不完全；②焊接时焊条熔化过快而母材边缘仍未熔化造成熔合不好；③焊接处除锈除脏不完全，杂物，受潮，都会导致焊接层产生气泡；④焊接处温度过低或焊件散热过快。

1.3 排烟温度升高

排烟温度高严重影响电厂锅炉的经济效益，一般情况排烟温度每增加5℃，电厂效益就损失0.25%～0.4%。排烟温度高的原因：①系统、烟道漏风；②空预器入口风温度高、磨煤机出口温度低；③锅炉厂过热器、再热器、省煤器积灰结焦；④空气预热器夏高冬低；⑤锅炉设计时炉膛沾污系数估算误差造成的受热面布置不科学。

2 常见问题的处理措施

2.1 受热面磨损的防护措施

受热面磨损是不可避免的现象，要把这种损耗降到最低程度，提高单位的经济效益，保障电站锅炉的安全运行。针对受热面磨损的3种类型，采取以下措施进行防护：①寻求最佳煤粉细度、含灰、杂质量低的燃煤；②生产过程动态管理，合理调配风机、流速，保持比较均匀的浓度；③根据电站的规模、设备，安排合适的C级、B级和A级检修，重视检修、加强保养；④合理布置结构、改进不合理布置，如在尾部安装均流挡板可以消除烟气涡流；顺列布置比错列布置的烟气流摩擦小，可以减轻磨擦带来的损耗；锅炉内外安装除尘器可以有效除尘，减少尘粒积焦对受热面造成的摩擦损耗导致的壁管变薄问题；⑤增加煤粉完全燃烧程度，降低灰粒对炉壁的摩擦；⑥采用合理的风速降低尾部烟气流动速度；⑦在壁管一侧安装防磨护板；⑧根据锅炉不同位置配合更合适的喷涂方法和材料。如超音速电弧喷涂适合对阀门密封面、汽轮机转子叶片进行喷涂和修复；冷喷涂用于锅炉尾部省煤器的管壁防磨等。

2.2 焊接缺陷的预防策略

导致锅炉未焊透的原因，主要是角度小、钝边厚和坡口焊接处间隙较小。在焊接过程中，发现管壁间隙较窄或宽窄不一时，须注意电流是否合适，弧长拉的长度是否合适，防止电流过小导致未焊透，电流过大导致焊接处壁管凸起。焊接前应先清除杂物污渍、油渍以及作除锈处理，避免产生气泡导致熔合不完全。选用好的焊接材料，焊接水冷壁管时采用性能优良的工具机器进行焊接。提升焊工责任心，发现集箱、水冷壁管厚薄不一不圆时，要尽量先调整好再焊；间隙的坡口要清理到要求的标准再进行操作；熟悉每一步骤相关的工艺参数，循序渐进。遇到解决不了的问题，应及时反应给技术部负责人，再根据方案进行操作。

2.3 排烟温度高的应对措施

锅炉经多年运行后，锅炉尾部烟道的外包墙密封处，会有部分管壁因日积月累的烟气冲刷而脱皮脱落，钢板在热力作用下变形不平，造成烟道漏风。针对这种情况，可以进行维修填补，用耐火材料填补简单实用，效果良好；耐火材料填补钢板热力变形产生的缝隙效果也同样良好耐用。其他漏点可以采用石棉布密封、电焊补焊即可。控制磨煤机出口温度（70～80）℃，是为了保证锅炉的安全运行，出口温度控制太低会导致排烟温度升高。对此，可以在炉膛无积焦、系统安全的前提下，适当减少冷风的流入程度，把磨煤机出口温度由76℃提升到81℃，磨煤机出口排烟温度会降4℃左右。锅炉积累的不完全燃烧产生的灰渣、焦渣易对系统安全造成影响。目前电厂除灰渣的主要方法有水力除灰和气力除灰。水力除灰运行安全，方法简便有效，灰渣不易扬尘，但耗水较多，而且灰渣中的氧化钙、氧化铝等物质与水结合后，活性特质降低，灰渣的综合利用率降低。气力除灰的优点是环保节能，可控性好，但遇粗大积焦、潮湿环境则受一定的环境制约。适当的调整吹灰时间，比如墙吹每天2次，长吹隔天进行。夏季如果气温达到35℃，空气入口的设计值高5℃；冬季气温低时，预热器入风口的温度也受到影响而降低。设置室内风和室外风可在一定程度上解决入风口夏高冬低的问题。受热面不但要热转换效率高，炉膛还要优化设计、布置科学、防磨防爆。减小模块与管道间的摩擦，需设计合理的膨胀系数，以保障锅炉安全运行，延长使用寿命。合理的密封设计能够避免烟气散漏降低锅炉热效率。降低波动较大引起不规则振动和强烈的噪音，可改变一、二次风的调配给方式。

3 结语

火力发电是经济发展和人民生活的基本保障。锅炉、汽轮机和发电机是火力发电的三大主机，保障电站锅炉安全运行，提高电站锅炉热效率对电厂管理意义重大。通过分析电站锅炉的常见问题，提出解决措施，电厂工作人员可根据这些问题的成因，有针对性的管理防范。采取提高原煤质量，合理匹配冷风，科学除尘，提高安装检修人员责任心，设置优化锅炉参数提高锅炉焊接技术等措施，保障锅炉的安全运行。