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1、过热器爆管八种常见原因及解决措施摘要:锅炉过热器爆管是当前火电厂安全生产的常见的较大威胁。本文结合实际生产运行、检修为基础,对各种锅炉过热器爆管进行了针对性的分析,并提出了预防锅炉过热器爆管的主要解决措施。关键词:过热器爆管;过热器结垢;过热器腐蚀;过热器应力腐蚀通过对大量电厂锅炉过热器爆管事故案例汇总研究,锅炉过热器爆管归纳为以下8种常见根本原因及解决措施。锅炉过热器爆管原因1、过热锅炉过热器过热是指过热器管壁温度高于设计使用温度以上,锅炉过热器管子发生碳化物球化,过热器管壁氧化减薄,过热器管壁强度下降,蠕变速度加快,过热器管子管径胀粗,最终在过热器管子的最薄弱部位发生脆裂的爆管现象。根据过
2、热超温时间的长短,过热爆管可分为长期过热爆管、短期过热爆管2种。根据工作应力水平过热超温爆管可分为高温蠕变型、应力氧化裂纹型、氧化减薄型3种。超温过热导致爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。在非正常运行状态下,低温过热器、低温再热器的向火面也有可能发生过热超温爆管。氧化减薄型超温过热爆管主要发生在再热器中。超温过热导致锅炉过热器爆管原因。超温过热导致锅炉过热器爆管主要原因有以下几种,过热器管内汽水流量分配不均,在流量较小的管子内,蒸汽工质对管壁的冷却能力较差,使过热器管壁超温;过热器管子内部严重结垢,造成管壁温度超温;异物堵塞过热器管子,使过热器管得不到有效的冷却;炉内局部热负
3、荷偏高或燃烧中心偏离,使附近过热器管壁温度超过设计的允许值;错用过热器钢材,过热造成低级钢材的许用应力迅速降低,强度不足而使过热器管子爆破;管子内壁的氧化垢或盐垢剥落而使下弯头处堵塞;在低负荷运行时,投入减温水不当,喷入过量,造成管内水塞,从而引起局部过热;炉内烟气温度失常;最初设计不合理,实际工况与设计工况不匹配。图2通过上图锅炉过热器爆管爆口特征,导致该锅炉过热器爆管类型和原因是什么?超温过热导致锅炉过热器爆管爆口特征。超温过热导致锅炉过热器爆管分为,过热器高温蠕变型爆管、过热器应力氧化裂纹型爆管、过热器氧化减薄型爆管3个类型。过热器超温过热蠕变型爆管爆口有以下几种特征。过热器管子的蠕胀量
4、明显超过金属材料的规定值,爆口边缘较钝;爆口周围氧化皮有密集的纵向裂纹,内外壁氧化皮较短时超温爆管氧化皮厚;在过热器管子爆口周围的存在着蠕变空洞和微裂纹;过热器爆口管子向火侧和背火侧的碳化物球化程度差别较大,向火侧表面已完全球化;过热器弯头处的组织可能发生再结晶。过热器超温过热应力氧化裂纹型爆管爆口有以下几种特征。过热器管子的蠕胀量接近或低于金属材料的规定值,爆口边缘较钝,呈典型的厚唇状;靠近过热器爆口的向火侧外壁氧化层上存在着多条纵向裂纹,分布范围可达整个向火侧,内外壁氧化皮比短时超温爆管时的氧化皮厚;过热器爆口纵向应力氧化裂纹从外壁向内壁扩展,裂纹尖端可能有少量空洞;过热器爆管处向火侧和背
5、火侧均发生严重球化现象,过热器爆管管材的强度和硬度下降;过热器管子内壁和外壁的氧化皮出现分层;燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在过热器管子外壁氧化层沉积和富集。图3通过上图锅炉过热器爆管爆口特征,导致该锅炉过热器爆管类型和原因是什么?过热器超温过热氧化减薄型爆管爆口有以下几种特征。过热器爆管管子向火侧、背火侧的内外壁均产生厚度可达1.01.5mm的氧化层;过热器爆管管壁严重减薄,仅为原壁厚的1/3l/7 ;过热器爆管内壁、外壁氧化皮呈均匀氧化分层,且内壁氧化皮呈环状条纹;过热器爆管管壁向火侧与背火侧组织均已严重球化,并且强度和硬度下降;燃烧产物中的S、Cl、 Mn、Ca等元素在外壁氧化层
6、沉积和富集,促进过热器爆管外壁氧化。超温过热导致锅炉过热器爆管解决措施。对高温蠕变型超温过热导致锅炉过热器爆管情况,可通过改进受热面、使介质流量分配合理;改善炉内燃烧、防止燃烧中心偏高,稳定运行工况;过热器过热管结垢可以进行化学清洗除垢,去除异物、沉积物等方法预防。对应力氧化裂纹型超温过热导致锅炉过热器爆管情况,因管子寿命已接近设计寿命,可将损坏的管子予以更换。对氧化减薄型超温过热导致锅炉过热器爆管情况应完善过热器的保护措施。防止错用钢材。图4通过上图锅炉过热器爆管爆口特征,导致该锅炉过热器爆管类型和原因是什么?锅炉过热器爆管原因2、磨损锅炉过热器磨损爆管的主要类型有,飞灰磨损过热器爆管、落渣
7、磨损过热器爆管、吹灰磨损过热器爆管和煤粒磨损过热器爆管4种。过热器磨损爆管通常发生在过热器烟气入口处的弯头、出列管子和横向节距不均匀的管子上。以飞灰磨损损过热器爆管为例,飞灰磨损是指飞灰中夹带Si02, Fe03, Al2O3等硬颗粒高速冲刷损过热器管子表面,使过热器管壁减薄爆管。磨损导致锅炉过热器爆管原因。 磨损导致锅炉过热器爆管三大原因有,燃煤锅炉飞灰中夹带硬颗粒;烟速过高或管子的局部烟气速度过高,或者积灰时烟气通道变小,间接提高了烟气流动速度;烟气中含灰浓度分布不均,局部灰浓度过高。磨损导致锅炉过热器爆管爆口特征。过热器磨损爆管爆口有以下几种特征:断口处管壁减薄,呈刀刃状;磨损表面平滑,
8、呈灰色;过热器过热管壁金相组织不变化,管径一般不胀粗。磨损导致锅炉过热器爆管解决措施。通常采用减少飞灰撞击过热器管子的数量、速度或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损,例如:通过加屏等方法改变流动方向和速度场;加装炉内除尘装置;较少局部烟速过高;在易磨损位置的过热器管子表面加装防磨盖板。还应选用匹配煤种的炉型、改善煤粉细度、调整好燃烧工况、保证燃烧完全,减少冲击。图5通过上图锅炉过热器爆管爆口特征,导致该锅炉过热器爆管类型和原因是什么?锅炉过热器爆管原因3、汽侧腐蚀锅炉过热器汽侧腐蚀爆管主要是因为水的化学性质所引起的,水中氧含量和pH值是影响过热器腐蚀疲劳的主要因素。过热器汽侧腐蚀常发生在过热器的管
9、弯头内壁,过热器弯头内壁产生点状或坑状腐蚀。过热器汽侧腐蚀的主要类型有氧腐蚀、PH值偏低引起的酸性腐蚀或是垢下腐蚀3种,过热器过热管内的介质由于氧的去极化作用,发生电化学反应,在管内的钝化膜破裂处发生点蚀形成腐蚀介质及介质垢下腐蚀,在腐蚀介质和循环应力,包括启停和振动引起的内应力的共同作用下造成腐蚀疲劳爆管。汽侧腐蚀导致锅炉过热器爆管原因。汽侧腐蚀致锅炉过热器爆管六大原因有,过热器弯头的应力集中,促使点蚀产生;过热器弯头处受到热冲击,使弯头内壁中性区产生疲劳裂纹;过热器下弯头在停炉时积水;过热器管内介质中含有少量碱或游离的二氧化碳;过热器装置启动次数过多或过热器化学清洗次数过多;过热器氧腐蚀的
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