火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

景建军 陈亮

摘要：受热面作为锅炉热能转换的重要组成部分，在其长期服役的过程中，受到各种因素的影响可能会出现受热面失效的现象，不利于锅炉的安全稳定运行。如果受热面在运行过程中出现爆管泄露的安全事故，不仅会影响到企业的经济效益，而且还会威胁到操作人员的人身安全，所以改善设备系统的运行环境非常关键。

关键词：火电厂锅炉;受热面;失效原因;防治措施

引言：锅炉受热面作为锅炉的基础组成部分，由多个管构件组成。在生产活动中担负着给汽、水几面提供烟气热量的作用。所处环境复杂、恶劣，即使当代科学技术如此发达，在发明了如此多种类的新材料、新技术、新设备的情况下也只能缓解锅炉受热面管的失效问题，并不能直接解决。因此，我们需要深入地分析锅炉受热面管失效的成因，如此才能提出并实施预防和解决措施。

1.火电厂锅炉受热面失效的原因

1.1缺水现象

缺水是锅炉中最为普遍和危险的事故之一。管道受热变形、过热、爆破甚至是锅炉爆炸都很有可能是缺水导致的。缺水会直接导致钢管的局部或大部分难以冷却，使管道壁温度急剧升高，抗拉能力降低。管内汽压超过应力极限，使管道变形、鼓包，直至爆破。

1.2焊缝泄漏导致的受热面失效

焊接是锅炉受热面制造安装中最为常见的工序，通过焊接的方式将各个零部件连接起来，而受到各种因素的影响会出现焊接质量缺陷，一旦焊缝存在质量缺陷，将会导致受热面发生泄漏而产生各种安全事故。焊缝缺陷主要表现为未焊透、咬边、夹渣、气孔、裂纹等形式，多数原因为焊接工艺不规范所导致。对焊材的管理不到位，没有做好烘干处理，焊前没有对母材表面进行清洁处理，都会出现焊接质量缺陷;焊接的温度和速度掌握不好，容易在焊缝中出现气孔;焊接前后热处理不当，会出现焊接裂纹;在检修工作中如果强力对口会导致残余应力过大，而在运行中由于膨胀不畅就会发生泄漏。焊缝泄漏是受热面失效的主要原因之一，所以应该加强对焊缝的质量控制。

1.3磨损导致的受热面失效

磨损也是导致受热面失效的主要原因之一，磨损一般是由于燃烧物燃烧不充分或燃烧物中物质含量与设计参数不相符，导致烟气中的坚硬颗粒在较高的流速下与受热面之间发生碰撞，从而对受热面造成磨损。发生磨损的受热面表面比较小，金属组织一般不会发生变化，只是会磨薄受热面直至泄露。磨损一般发生于省煤器烟气入口和出口处，过热器和再热器的烟气入口处弯头，燃烧器附近的水冷壁等位置，受到烟气颗粒的磨损，不仅会降低受热面的使用寿命，而且会因为管子泄露而发生安全事故。磨损的程度一般与烟气流速、颗粒物形状以及受热面与飞灰的冲角有关，烟气流速越快，磨损越强烈。受热面与飞灰冲角在30°～45°时，磨损最为严重。颗粒物越尖锐，硬度越高，磨损强度越大。

1.4受热面管腐蚀

腐蚀分为氧腐蚀和低温硫腐蚀。氧腐蚀多成因于蒸汽锅炉的除氧不净，水中溶解的氧气由于受热溶解度变低而逸出，进而与金属在水环境下发生腐蚀。一般的锅炉使用企业都没有做好除氧工作，使得省煤器内壁、入口端极易被氧腐蚀。补给水的占比越大，管道中水的氧含量也就越大，氧腐蚀也就越严重。锅炉停用导致的空气流入也会导致管内水膜的氧含量增高从而发生氧腐蚀。氧腐蚀常出现于钢管省煤器、给水管附近、上部烟管和下降管。低温硫腐蚀只发生在省煤器外壁。成因为排烟温度过低，关闭温度低于烟气露点，省煤器外壁低温流含量过高。含硫量高和过热空气系数大都会到时烟气露点温度升高，从而使腐蚀的概率升高。

2.火电厂锅炉受热面失效的防治措施

2.1双重保护机制，防止缺水

对于缺水情况，我们要采取双重保护、多重保护相结合的方法。保证在一种方法失灵的时候另一种保护机制可以及时、有效的投入使用。首先使用多重的水位保护机制，再设置排烟温度过高锅炉自动停机的保护装置。这是因为在烟气温度过高时极易产生蒸汽含量过高而使水分散失的状况，为了避免这一情况而设置自动停机装置。

2.2焊缝泄露的防治措施

随着机组容量的增大，焊缝的数量也相应的增加，所以提高焊缝质量非常关键。在焊接之前做好相应的准备工作，加强对焊材的储存管理，选用正确的焊材，焊前对焊材进行烘干处理;构建良好的焊接环境，做好防风、防雨措施，消除外界因素对焊接质量造成的影响;确保焊接操作人员持证上岗，且熟练掌握焊接工艺;在焊接过程中，严格按照焊接工艺标准执行，掌握好焊接温度、速度和手法的控制，保证焊接质量;做好焊后热处理，防止残余应力对焊缝质量的影响;做好无损检测工作，可根据实际情况采取适宜的检测方式，以便及时发现焊接缺陷及时处理;避免在检修工作出现强力对口的行为，对于存在残余应力的焊缝应该采取适宜的措施进行处理。

2.3磨损的防治措施

加强对燃煤质量的监督管理，严格按照设计参数选用煤种，避免因为飞灰中颗粒物含量过高而加剧磨损，从源头最大程度的控制磨损危害;优化受热面的结构设计，合理调整受热面与飞灰冲角，减少因为角度设置不当而增加磨损几率;在容易受到磨损的受热面部位，加装防磨罩，还可喷涂防磨材料，减少因磨损产生的泄露;加强对受热面的积灰清理工作，避免积灰过多而形成烟气走廊;合理布置吹灰器，并定期检查吹灰器运行状态，确保其能够安全稳定运行。

2.4受热面管腐蚀防范措施

（1）氧腐蚀的防范措施。锅炉中的氧腐蚀的主要来源是锅炉用水中的氧。这部分氧很难去除，必须要同时使用化学除氧和除氧器结合的办法。常见除氧器的工作原理是通过增加水的温度，降低氧化性物质在水中的溶解度，使其逸出。现在还有一些诸如真空除氧和解析除氧的方法由于成本和本身的技术问题并未推广。化学除氧由于所用药剂的成本过高，一般作为除氧器的辅助方法使用。将化学药剂如：联胺、DMKO等加入水中达到除氧效果。（2）低温硫腐蚀的防范措施。低温硫腐蚀的防范主要在于控制硫的来源。在锅炉中，硫元素的主要来源是燃料，使用低硫燃料或者自备脱硫技术可以有效地减少低温硫腐蚀现象。与此同时我们还要控制过量空气系数，将过量空气系数控制在1.05～1.1之间可以有效地减少SO3的生成。提高排烟温度，配合露点以上的排烟温度（180～250℃）可以防止省煤器被低温硫腐蚀。

2.5長时超温爆管的预防措施

为减少锅炉受热面因长时超温爆管而导致的失效，可根据锅炉燃烧环境选用组织稳定性更好的材料作为受热面的材料，提高受热面耐高温性能;加强对燃煤的管理，严格按照设计标准选用煤种;做好对减温水温度和质量的控制，避免因为水温过高以及管壁结垢而导致超温;控制锅炉燃烧工况，调整燃烧参数，确保炉内烟风动力场的稳定性，避免因为火焰偏移以及出口烟温过高而造成管壁超温;加强对受热面的温度监测，在适宜的位置设置温度检测点，确保监测数据的准确性;在检修过程中对受热面材料进行取样检测，发现材料老化失效及时更换。

结束语

综上所述，受热面管是锅炉当中的十分重要的组成部分，保证受热面管的稳定运行就是保障锅炉的稳定、安全。为了这一点，相关的工作人员要严格按照规定、指标来对锅炉受热面管进行安装、检查、使用、维护，保证锅炉的使用寿命和安全。

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