浅析如何防止锅炉受热面受损

朱红杰

摘 要：本文主要探讨了如何避免锅炉受热面损坏的控制手段，期望能够在一定程度上防止受热面损坏情况的发生。

关键词：锅炉 受热面 升温 升压 措施

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）07-0-01

前言

受热面是火电厂锅炉热交换的主要介质，一般包括水冷壁、省煤器、再热器、过热器、空气预热器等设备。一般来讲，受热面管束受热不均、管束发生机械损伤或吹灰蒸汽长期侵蚀管壁都有可能导致爆管事故。而一旦受热面的管束出现损坏或爆管，造成工质大面积泄漏的严重事故，将会给发电厂造成较大经济损失，严重的还可能威胁现场工作人员的生命安全。根据某电厂数据，锅炉受热面受损的情况发生概率较高，在2013年锅炉投产后共发生15起受热面破裂事故。反观其原因，造成受热面损坏主要在于受热面管束所受的热应力超过管材所能承受的应力极限，从而导致断裂。这种断裂极易发生在锅炉启、停和堵管的情况下。在这些情况下，受热面管束温度变化梯度一般较大，极易造成管材所受的应力陡增的情况。而除去锅炉启停，锅炉日常运行时，若工质流动不畅、受热面结焦等也会导致受热面金属管壁超温从而爆管。基于以上所述，

一、锅炉介绍

本文主要以大唐集团托克托发电公司的超超临界锅炉作为研究对象。所研究的锅炉型号为DG2057/29.3-∏2，由东方锅炉公司制造的前后墙对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、全悬吊结构、∏型布置的变压运行直流炉。锅炉设计压力29.3MPa，最大连续蒸发量为2057.1t/h，额定蒸发量1878.9t/h，额定过热蒸汽温度605℃，额定再热蒸汽温度623℃。

二、锅炉启停及锅炉正常运行的相关措施

锅炉在启停时，其高温承压部件也会经历加热和冷却。在此过程中若参数控制不当，将产生较大热应力，影响锅炉承压部件的使用寿命。此外，在锅炉正常运行期间，结焦等情况会容易造成受热面金属壁温超限，同样威胁受热面安全。一般来讲，防止受热面破损的措施根据锅炉状态不同而不同。因此本文将分锅炉启动、锅炉停运以及锅炉正常运行几种情况进行讨论。

1.锅炉启动升温升压的相关措施

在锅炉进行升温升压的相关操作时，应在一定程度上减小管材所受的热应力，进而将应力对管材的作用减小到最低，从而起到保护受热面的作用。因此，在对锅炉进行上水操作前应确认各放水门关闭，主、再热汽系统各疏水门开启，主、再热汽系统各放空气门开启，检查各疏水温度测点应显示正确，各取样门及加药门开启，以保证管内的空气排尽，防止因为管内含有空气导致受热面发生工质滞留。此外，上水前还需对水质进行化验，并对锅炉上水的水温和速度进行严格控制，锅炉冷态启动时，水温控制在21～70℃区间内；且另做规定，锅炉冬季启动时上水时间不小于4小时，夏季启动时上水时间不小于2小时。

在锅炉上水结束后，必须保证受热面受热幅度不能过大。因此还需对炉膛的燃烧情况和受热面的受热情况做出相关规定。一般来讲，我们要求等离子磨煤机启动后根据煤质及火检情况控制煤量在15～25t/h，以便能够保证锅炉受热面不会因为突然的热负荷增加而发生受热不均的情况。锅炉点火后，应密切注意各疏水门和放空气门后的材料温度变化，此时疏水门及放空气门后的温度应保证持续上升，否则必须对各个阀门进行检查确认阀门是否处于正确的状态。

最重要的一点，就是对于锅炉压力和温度升温率的控制。在整个启动过程中，运行人员必须控制汽水分离器进口温度升温率不超过2℃/min；在锅炉点火至汽轮机冲车阶段，汽水分离器进口温度温升率小于0.72℃/min，升压率小于0.02MPa/min；待机组并网至带额定负荷这段时间内，汽水分离器进口温度温升率应小于1.25℃/min。待汽水分离器压力升至0.2MPa后，运行人员须关闭所有的放空气门；待汽水分离器压力升至1.0MPa时，运行人员须关闭各疏水门。当再热器出口母管压力至0.2MPa，关闭再热器各放空气门。当再热器出口母管压力至0.5MPa，再关闭再热器各疏水门。汽水分离器出口压力至0.5MPa投入高低压旁路系统。

2. 锅炉停炉时的相关措施

与锅炉启动时一样，在执行停炉操作时，也需要对整个停炉过程中的参数进行控制。但其控制原则与锅炉启动过程相反。

2.1停炉后的通风冷却：

如果锅炉停炉后，没有对炉内受热面的相关检查工作或大、小修情况，在锅炉停炉后对其进行通风吹扫，持续时间不得少于10分钟。在吹扫工作结束后停止所有引、送风机并关闭引送风机出入口挡板，锅炉保持焖炉状态。若安排有针对受热面的检查、检修工作，在完成上述工作并焖炉48小时后，且高温过热器与高温再热器的壁温均降到300℃以下时，再进行自然通风冷却；在锅炉灭火72小时并且高温过热器与高温再热器壁温均降到200℃以下时，启动相应台数的引风机及送风机，以维持合适风量对锅炉继续通风冷却。在冷却期间必须保证低温过热器和低温再热器入口烟气温度的降低速率不高于2℃/min；屏式过热器、末级过热器和高温再热器管壁金属温度降温速率不超过1℃/min。只有当烟温测点显示数值符合相应的要求时，此时才可以结束强制通风冷却。

2.2锅炉放水的相关操作：

如机组计划停运一周以上，锅炉采用帶压放水方式（相当于余热烘干防腐），分离器入口压力降低至0.8MPa，开启锅炉所有疏放水门进行带压放水，当分离器入口压力降低至0.2MPa，打开锅炉所有放空气门；如机组计划停运不到一周时，分离器入口压力降至0.5MPa时，打开过热器疏水门；分离器入口压力降至0.2MPa时，打开锅炉所有放空气门。当分离器入口压力降至0.1MPa时，开启全部疏水门和放空气门进行彻底放水。待锅炉内部水排尽之后，锅炉放水操作结束。

3.锅炉正常运行时的相关措施