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锅炉过热器爆管原因及预防措施分析

2021-04-03王强强

中国设备工程 2021年23期
关键词:过热器炉膛锅炉

王强强

(中海石油天野化工有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 010000)

随着我国工业领域的改革创新,锅炉制造技术在社会大时代背景的推动下,稳步实现技术层次、空间层次的创新,致力于服务我国工业领域稳定发展。锅炉设备是工业生产建设中最基础的设备类型,对工业企业发展具备推动作用。在大环境背景下,虽然锅炉制造技术稳步提升,但是,锅炉设备广泛运用随之而来的便是严重的锅炉安全威胁。近年来,我国关于锅炉过热器爆管的安全问题频发,锅炉过热器爆管问题已经成为阻碍工业企业稳定发展主要因素之一。锅炉过热器爆管事故出现,直接影响了企业的安全稳定运行,并且很容易造成工业企业经济损失。锅炉机组运行时间越来越长,在一定程度上增加了锅炉机组的运作压力,导致整个锅炉机组使用寿命降低。所以,为了实现工业企业的安全管理水平,实现企业经济效益最大化,本文针对锅炉过热器爆管原因及预防措施展开详细分析。

1 锅炉结构性能分析

锅炉是由本体、受热面、过热器、燃烧装饰、附件、烟风系统、冷水系统等系统构件组成的,其中过热器是最主要的锅炉零构件之一,在锅炉日常生产运行中,过热器运作压力和工作温度受热面最大。一般情况下,对于工业锅炉来说,过热器蒸汽温度一般在400℃左右,其中材料多为20g钢,应用合金的锅炉如今相对较少。对于材料20g钢来说,可以承受壁温450℃范围内的温度,并且实际使用寿命一般在10万小时左右。但是,在锅炉实际运行时,因为会受到诸多因素的影响,所以实际使用寿命远远低于设计寿命规范要求。之所以会出现这样的现象,一般与锅炉材质、锅炉制造工艺、锅炉设计因素等有一定关系,但是,更多的是锅炉在运行过程中出现操作不当,使过热器管壁温度超过了设计温度值,这时候则会出现锅炉过热器因为过烧而造成的泄漏、爆管等诸多问题,这也直接造成锅炉预期寿命缩短,极大程度上降低了锅炉的安全运行与经济运行。

2 锅炉过热器爆管原因

2.1 设计原因

设计原因是导致锅炉过热器爆管的主要因素之一,设计是否合理对整个锅炉运行起到了至关重要的作用。从客观方面来说,四角切圆燃烧方式自身就存在一定的缺陷。四角切圆燃烧方式中,炉内旋转上升气流由炉膛出口进入对流烟道的过程中,存在较强的参与旋转,这时候则会造成对流烟道两侧的烟速差和烟温差,导致烟道内热负荷出现分布不均匀等问题,直接造成锅炉过热器爆管问题。此外,设计系数选用不合理也很容易造成锅炉过热器爆管问题,若选择受热面悉数不合理,则会导致炉膛出口烟温实测值比设计值高80℃左右。锅炉过热器若系统结构设计不合理,会造成过热器左右较差方式不佳,会造成锅炉过热器爆管。炉膛结构设计不合理,也很容易导致锅炉过热器爆管,若炉屏底与折焰角之间的间隙相对较大,后屏不能有效地进行消除炉膛出口残余旋转,导致锅炉过热器爆管。

2.2 运行原因

锅炉运行情况也很容易造成锅炉过热器爆管问题出现,因为锅炉中蒸汽品质容易出现问题,导致锅炉管内结垢问题非常严重,所以很容易造成爆管问题。在进行锅炉燃烧时,若锅炉煤种质量存在问题,在煤炭燃偏离设计参数时,那么,很容易存在着火延迟问题,会出现火线中心上升、炉膛温度不足问题,容易导致锅炉过热器爆管。在进行锅炉燃烧时,过热器使用的材质一般都在工作材质允许的范围内,但是,在锅炉运行时,很容易造成锅炉的内在工况出现问题,导致瞬时超温爆管情况出现。受热面玷污也是造成锅炉过热器爆管的原因之一。当锅炉受热面发生玷污问题,那么,受热面部分管子会出现结渣、积灰问题,导致管间吸热不均匀情况出现,造成超温爆管。管间振动磨损问题也不容忽视,固定件若与热管屏之间连接焊缝出现烧裂问题,那么,固定件与管屏内圈发生摩擦,很容易造成管壁磨损减薄问题出现,在内压力的作用下很容易导致爆管问题。此外,超期服役、管内壁结垢、外壁氧化、燃煤灰分高等诸多锅炉运行问题,都是造成锅炉过热器爆管问题的因素。

3 锅炉过热器爆管预防措施

3.1 科学合理开展锅炉设计

在进行锅炉设计工作时,应该对锅炉各项参数进行严格把控,严格按照《工业锅炉热力计算》中的各项要求,对过热器传导系数开展有针对性的修正管控。尤其是针对组装锅炉来说,应该结合组装锅炉的运行需求,对锅炉的内膛高度、炉膛出口烟温、过热器传热系数等诸多内容进行详细分析和把控。在进行锅炉设计时,还应该对锅炉用水、用煤种类进行把控,签订合同时必须要求用户选择相配备的设备,以便于水质、煤种与锅炉相适应。此外,锅炉使用单位要确保锅炉在不低于额定出力70%下运行。若因为工艺原因,需要在低负荷下运行,但是,在合同中要提出,以便于设计采取措施。在锅炉安装时,要确保安装流程、安装顺序符合各项规范要求。对减温器内部装有其他零件的设备要实施拆卸检查,确保产品质量满足设计实际需求。

3.2 严格遵循锅炉安全操作规程

锅炉运行时,要对锅炉负荷进行把控,锅炉负荷应该在允许的单位内。若出现锅炉负荷超问题,应该第一时间进行超负荷管控。启停炉时的应有适量蒸汽流经过热器。保证锅炉正常燃烧工况,过量空气系数应该把控在适当的范围内。汽包水位置应该在允许波动范围内,做到不满水。此外,应该防治汽压突降问题,杜绝突升造成汽包安全阀起跳问题。科学合理地对锅炉安全阀进行调整,保障过热器的安全阀开启压力小于汽包安全阀的开启压力。在煮炉过程中,尤其是排污换水清洗工作开展时,应该开展精心操作,杜绝满水情况出现,有效保障锅炉检验质量。此外,还应该保障减温器管路通畅,蛇形管内应该无积垢、无泄漏情况。汽水分离结构应该确保完整性,垂直挡板的严密性应该在锅炉运行时进行明确。水冷壁管、凝渣管、过热器、对流管内不应该存在较多积垢,定期对管内外的灰渣进行清除。若过热器管内的积盐积垢较为严重,可以用大于90℃的低含量盐水进行清理,从过热器出口集箱放汽阀泵通入盐水,结合盐垢实际情况进行浸泡,做好管道进行清洗,清洗后的水可以进行循环利用。针对锅炉运行过程中给水流量也应该进行把控,将其流量速度把控在580t/h左右,增加锅炉蒸发量比例,有效降低各级汽。把控给水温度,增加除氧器辅助汽加热蒸汽量。做好各项锅炉运行工作把控,切实按照规则和使用规范运行锅炉,最大程度上展现出锅炉的使用效率。

4 结语

总而言之,锅炉过热器爆管问题给工业生产带来了严重影响,不仅影响了工业生产正常运行,而且还会造成严重的安全隐患。为了确保锅炉过热器安全、稳定运行,必须找出锅炉过热器爆管原因,有针对性地解决问题,在科学合理开展锅炉设计的基础上,严格遵循锅炉安全操作规程,确保锅炉运行高效、稳定。

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