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[摘 要]目前,在锅炉各类故障中,最常见的是泄漏故障,其对锅炉运行的影响也是最为强烈的,目前锅炉的维护工作应该受到重点关注。 然而,由于锅炉渗漏的原因复杂,长时间以来,为了改善泄漏方法却很难取得突破性进展,主要是以被动维护为主,即对于渗漏现象进行局部补救或更换泄漏设备 ,这种锅炉泄漏维护手段的防治是“临时解决”,难以从根本上实现泄漏问题的预防和处理。
[关键词]锅炉泄漏;原因;对策
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)47-0292-01
1、导致电厂锅炉泄漏的设计及运行原因
1.1、磨损机理
当烟气流过受热表面时,飞灰颗粒将侵蚀受热表面的面管壁。当灰尘颗粒相对于管壁的冲击较小的时候,即使接近平行,灰尘颗粒主要在壁管上进行侵蚀。这时候,灰粉颗粒垂直于壁管面的分力,使其楔入壁的冲击中,灰尘颗粒和壁管的切力使灰尘颗粒沿壁表面滑动,二组分力合成的结果管壁的表面起到切割的作用,使得管壁的金属表面从基体表面脱离而流失。在大量的飞灰长期重复切割效果下,管面会产生磨损。当灰尘颗粒的影响相对于墙面的冲击角度较大时,或靠近垂直方向,灰尘颗粒主要对管壁产生磨損。
飞灰颗粒以一定的运动速度撞击壁面,导致壁管表面产生微裂纹或轻微塑性变形,灰尘颗粒在大量长期反复撞击下,逐渐使塑性变形层脱落而出现磨损。因此,锅炉加热面上的飞灰磨损是冲击磨损与撞击磨损相结合的结果。飞灰磨损的速度主要于烟气流量,灰粉颗粒,粉煤灰浓度,灰量等的物理化学性质有关。根据实验研究表明,管束的磨损和灰气流速度的3?3.5次方成正比,与平均烟速成反比,平均烟速过高磨损量会急剧增加,导致尾部加热表面磨损,主要是局部烟速过高。飞灰浓度大,磨损也大,有时飞灰的平均浓度不高,而局部飞灰浓度过高,冲击增加,加速磨损。
1.2、焊缝存在缺陷
锅炉加热面通过焊接方式连接,由于手工焊接和焊接后的人为因素造成的冲击,结合焊接为异种钢,导致焊接部分的导热性,热膨胀系数不同,在运行过程中,当热膨胀不同时,容易产生应力,导致焊缝处裂纹。
1.3、锅炉工作压力降低
汽轮机停止运行后,为保证减温减压器安全门和锅炉安全门不动作,锅炉工作压力降低,锅炉的烟气量变化较小而换热面积不变,锅炉工作压力下的饱和温度降低,而对于沸腾式,经过加热内的水很容易发生汽化,使沸腾率就会升高,致使管内产生的蒸汽增多,管过热,还产生一定的热应力,由此产生的热应力将管的焊口撕开造成漏泄。
1.4、腐蚀作用
燃料燃烧产生的SO3,在管表面金属氧化后产生的Fe2O3催化下,将迅速氧化成SO3,SO3和烟气中的水蒸气相结合起来,将产生H2SO4蒸气,而H2SO4蒸气本身将对管束金属表面不会引起太大的冲击,但当H2SO4蒸汽在冷凝后,在加热表面的酸露点温度以下时,将会对加热的金属表面产生严重的低温腐蚀,而当H2SO4浓度为56%时,其对金属加热面的腐蚀作用最强。实验数据表明,只要烟气中存在少量的H2SO4蒸汽,就会提高烟气的露点,另外,H2SO4在加热面上凝结一定的时间,其量的多少也是影响腐蚀过程的重要因素。随着浓缩酸的增加,腐蚀将更严重,最严重的腐蚀面积为两个:一个管壁温度为水的露点的部位;第二个是在温度低于露点15℃以下的部位。
2、电厂锅炉泄漏的应对措施
2.1、对电厂锅炉进行系统性改造
锅炉泄漏的主要反应是从设计过程开始,通过提高锅炉设计的合理性实现消除或减轻泄漏问题的目的。 具体来说,应当总结和分析当前锅炉运行中的主要泄漏类型和面积,以确定锅炉泄漏的主要问题。 其次,对于泄漏问题,从设计的角度来看,要确定相关的设计组件或系统,查找设计方面的提升空间或不足; 最后是优化设计来实现新设计的升级,并通过反复验证和修改,最终实现从设计上消除泄漏问题。
2.2、提升锅炉运行维护人员的专业素质
电力企业应该将提升人员的专业技能作为人力资源管理的重要内容,要将电力工作者的技能提升到应有高度,并将这个思路加以贯彻应用。要实现专业人员的提升,一是从人才选拔开始,实现团队新鲜团队的输入;二,从提升现有员工专业开始,加强专业培训和再学习。通过上述手段培训合格的维修人员,达到锅炉运行质量的提高。
2.3、落实全过程管理措施
严格执行《锅炉压力容器安全监察暂行条例》、《电力工业锅炉压力容器检验规程》、《电力工业锅炉压力容器监察规程》、《火力发电厂金属技术监督规程》、《中国大唐集团公司金属监督技术管理制度》、《中国大唐集团公司技术监控管理办法》等有关规定,公司设立了反四泄漏管理网络,各部门明确责任。将防止锅炉压力部件爆破泄漏事故的措施实施到具体的工作中,从而维护管道运行安全。
2.4、针对酸腐蚀的问题
首先应采用与设计要求相近或者一致的燃料,并保持燃料的性能处于相对稳定的状态,以减少源头烟气中的硫含量,以减少H2SO4的蒸汽含量;二是通过加强锅炉的给水除氧效果,减少水的露点,避免或降低管束的低温腐蚀;三是提高锅炉废气温度,提高管道管壁的温度,在提高排气温度的同时也就会增加热损失,因此,可以采用热风循环方式,使用预热器出风管和送风机之间的入口压力差,形成热空气回收,达到对管束防腐的目的;四,使用高温防腐涂料在管上刷涂,提高管束的耐腐蚀性。
结束语
总体来说,针对当前锅炉泄漏的主要表现形式及产生原因,发电企业应该从管理、设计及运行维护等环节采取措施,实现锅炉运行的技术和管理的提升,进而消除或降低泄漏事故的发生概率,延长锅炉的正常运行时间。
参考文献
[1] 陈明磊,蔡汝林,郭靖.燃气锅炉泄漏的原因及其预防控制措施[J].科技风,2013,(04):270+272.
[2] 安小.浅谈锅炉泄漏原因与处理措施[J].黑龙江科技信息,2011,(07):17.
[3] 刘焱.锅炉形成水垢原因及其处理措施[J].中国新技术新产品,2010,(11):121.
[4] 焦庆丰,陈红冬,冯斌,梁煜坤.1021t/h锅炉水冷壁管裂纹泄漏原因分析及处理措施[J].中国电力,2000,(10):29-31.
[关键词]锅炉泄漏;原因;对策
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)47-0292-01
1、导致电厂锅炉泄漏的设计及运行原因
1.1、磨损机理
当烟气流过受热表面时,飞灰颗粒将侵蚀受热表面的面管壁。当灰尘颗粒相对于管壁的冲击较小的时候,即使接近平行,灰尘颗粒主要在壁管上进行侵蚀。这时候,灰粉颗粒垂直于壁管面的分力,使其楔入壁的冲击中,灰尘颗粒和壁管的切力使灰尘颗粒沿壁表面滑动,二组分力合成的结果管壁的表面起到切割的作用,使得管壁的金属表面从基体表面脱离而流失。在大量的飞灰长期重复切割效果下,管面会产生磨损。当灰尘颗粒的影响相对于墙面的冲击角度较大时,或靠近垂直方向,灰尘颗粒主要对管壁产生磨損。
飞灰颗粒以一定的运动速度撞击壁面,导致壁管表面产生微裂纹或轻微塑性变形,灰尘颗粒在大量长期反复撞击下,逐渐使塑性变形层脱落而出现磨损。因此,锅炉加热面上的飞灰磨损是冲击磨损与撞击磨损相结合的结果。飞灰磨损的速度主要于烟气流量,灰粉颗粒,粉煤灰浓度,灰量等的物理化学性质有关。根据实验研究表明,管束的磨损和灰气流速度的3?3.5次方成正比,与平均烟速成反比,平均烟速过高磨损量会急剧增加,导致尾部加热表面磨损,主要是局部烟速过高。飞灰浓度大,磨损也大,有时飞灰的平均浓度不高,而局部飞灰浓度过高,冲击增加,加速磨损。
1.2、焊缝存在缺陷
锅炉加热面通过焊接方式连接,由于手工焊接和焊接后的人为因素造成的冲击,结合焊接为异种钢,导致焊接部分的导热性,热膨胀系数不同,在运行过程中,当热膨胀不同时,容易产生应力,导致焊缝处裂纹。
1.3、锅炉工作压力降低
汽轮机停止运行后,为保证减温减压器安全门和锅炉安全门不动作,锅炉工作压力降低,锅炉的烟气量变化较小而换热面积不变,锅炉工作压力下的饱和温度降低,而对于沸腾式,经过加热内的水很容易发生汽化,使沸腾率就会升高,致使管内产生的蒸汽增多,管过热,还产生一定的热应力,由此产生的热应力将管的焊口撕开造成漏泄。
1.4、腐蚀作用
燃料燃烧产生的SO3,在管表面金属氧化后产生的Fe2O3催化下,将迅速氧化成SO3,SO3和烟气中的水蒸气相结合起来,将产生H2SO4蒸气,而H2SO4蒸气本身将对管束金属表面不会引起太大的冲击,但当H2SO4蒸汽在冷凝后,在加热表面的酸露点温度以下时,将会对加热的金属表面产生严重的低温腐蚀,而当H2SO4浓度为56%时,其对金属加热面的腐蚀作用最强。实验数据表明,只要烟气中存在少量的H2SO4蒸汽,就会提高烟气的露点,另外,H2SO4在加热面上凝结一定的时间,其量的多少也是影响腐蚀过程的重要因素。随着浓缩酸的增加,腐蚀将更严重,最严重的腐蚀面积为两个:一个管壁温度为水的露点的部位;第二个是在温度低于露点15℃以下的部位。
2、电厂锅炉泄漏的应对措施
2.1、对电厂锅炉进行系统性改造
锅炉泄漏的主要反应是从设计过程开始,通过提高锅炉设计的合理性实现消除或减轻泄漏问题的目的。 具体来说,应当总结和分析当前锅炉运行中的主要泄漏类型和面积,以确定锅炉泄漏的主要问题。 其次,对于泄漏问题,从设计的角度来看,要确定相关的设计组件或系统,查找设计方面的提升空间或不足; 最后是优化设计来实现新设计的升级,并通过反复验证和修改,最终实现从设计上消除泄漏问题。
2.2、提升锅炉运行维护人员的专业素质
电力企业应该将提升人员的专业技能作为人力资源管理的重要内容,要将电力工作者的技能提升到应有高度,并将这个思路加以贯彻应用。要实现专业人员的提升,一是从人才选拔开始,实现团队新鲜团队的输入;二,从提升现有员工专业开始,加强专业培训和再学习。通过上述手段培训合格的维修人员,达到锅炉运行质量的提高。
2.3、落实全过程管理措施
严格执行《锅炉压力容器安全监察暂行条例》、《电力工业锅炉压力容器检验规程》、《电力工业锅炉压力容器监察规程》、《火力发电厂金属技术监督规程》、《中国大唐集团公司金属监督技术管理制度》、《中国大唐集团公司技术监控管理办法》等有关规定,公司设立了反四泄漏管理网络,各部门明确责任。将防止锅炉压力部件爆破泄漏事故的措施实施到具体的工作中,从而维护管道运行安全。
2.4、针对酸腐蚀的问题
首先应采用与设计要求相近或者一致的燃料,并保持燃料的性能处于相对稳定的状态,以减少源头烟气中的硫含量,以减少H2SO4的蒸汽含量;二是通过加强锅炉的给水除氧效果,减少水的露点,避免或降低管束的低温腐蚀;三是提高锅炉废气温度,提高管道管壁的温度,在提高排气温度的同时也就会增加热损失,因此,可以采用热风循环方式,使用预热器出风管和送风机之间的入口压力差,形成热空气回收,达到对管束防腐的目的;四,使用高温防腐涂料在管上刷涂,提高管束的耐腐蚀性。
结束语
总体来说,针对当前锅炉泄漏的主要表现形式及产生原因,发电企业应该从管理、设计及运行维护等环节采取措施,实现锅炉运行的技术和管理的提升,进而消除或降低泄漏事故的发生概率,延长锅炉的正常运行时间。
参考文献
[1] 陈明磊,蔡汝林,郭靖.燃气锅炉泄漏的原因及其预防控制措施[J].科技风,2013,(04):270+272.
[2] 安小.浅谈锅炉泄漏原因与处理措施[J].黑龙江科技信息,2011,(07):17.
[3] 刘焱.锅炉形成水垢原因及其处理措施[J].中国新技术新产品,2010,(11):121.
[4] 焦庆丰,陈红冬,冯斌,梁煜坤.1021t/h锅炉水冷壁管裂纹泄漏原因分析及处理措施[J].中国电力,2000,(10):29-31.