淺析省煤器暴漏的原因及其維修措施

　　摘要：對省煤器暴漏的原因分析，并采取相應的預防措施

　　關(guān)鍵詞：省煤器,磨損,腐蝕,原因,措施

　　一、電廠概況

　　河北大唐國際唐山熱電公司2×300MW燃煤供熱機組，采用上海鍋爐廠生產(chǎn)的型號為SG1025/17.6-M859，亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、擺動式燃燒器四角切圓燃燒，固態(tài)排渣、露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)、燃煤汽包爐，其給水由鍋爐右側(cè)單路進入省煤器進口集箱。

　　二、鍋爐省煤器的作用

　　省煤器在鍋爐中的主要作用:第一，吸收低溫煙氣的熱量以降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料;第二，由于給水在進入蒸汽受熱面之前，先在省煤器里加熱，這樣就減少了水在蒸發(fā)受熱面的吸熱量，因此采用省煤器可取代部分蒸發(fā)受熱面，也就是可以以管徑較小、管壁較薄、傳熱溫差較大、價格較低的省煤器來代替部分造價較高的蒸發(fā)受熱面;第三，提高了進入汽包的給水溫度，減少了給水與汽包壁之間的溫差，從而使汽包熱應力降低?；谶@些原因，省煤器已成為現(xiàn)代鍋爐中必不可少的部件。

　　三、省煤器暴漏原因分析

　　3.1磨損

　　3.1.1飛灰濃度

　　由于煤質(zhì)變差，灰分增加，燃煤量也增加，造成煙氣中飛灰濃度劇增，增加了省煤器的磨損。

　　3.1.2煙氣流速

　　(1)煙氣流通截面縮小。為避免和減緩省煤器的磨損，在省煤器局部區(qū)域加裝防磨裝置，如防磨扣板、防磨瓦或局部焊棒條、鰭片等。而加裝防磨裝置后，必然會使煙氣流通截面局部減小，實際煙氣流速比設計值甚至高出20%， 促使磨損增加。

　　(2)受熱面布置不均。受熱面布置不均易形成煙氣走廊，造成局部高煙速、高磨損。

　　(3)鍋爐超負荷運行。我國當前部分地區(qū)的電力緊張，促使個別電廠為完成生產(chǎn)任務，將鍋爐長期處于超負荷狀態(tài)運行。致使每小時燃煤量、煙氣量增加，使煙氣流速、飛灰濃度都高于設計值，因而大大加劇了磨損。

　　3.1.3省煤器結(jié)構(gòu)的影響

　　在相同條件下，光管、鰭片管、膜式管束其抗磨性能依次減弱;省煤器管束順列布置比錯列布置磨損要輕;錯列布置磨損最為嚴重的為第二排管子，順列布置磨損最為嚴重的則在第五排之后;鰭片管省煤器的鰭片越高，磨損越嚴重。當鰭片高度較小(h=3mm)時與光管的磨損程度較為接近。故加裝小高度鰭片對防磨有利;膜式省煤器錯列布置時，大管徑比小管徑的管子磨損要輕。

　　3.2腐蝕

　　3.2.1酸腐蝕形成機理

　　燃料中的硫分燃燒生成二氧化硫，其中一小部分還會生成三氧化硫，而三氧化硫與煙氣中的水蒸氣會形成硫酸蒸汽。煙氣中的硫酸蒸汽在得到冷卻并下降到某個溫度后就會凝結(jié)成液酸，液酸與煙氣中的飛灰粘合便附著在冷卻點的管壁上，從而給此處的鋼管造成酸腐蝕。

　　3.2.2省煤器低溫腐蝕的因素

　　電廠燃用煤所含硫分較高，這是引起省煤器腐蝕的一個重要因素。燃料中硫分、水分高使燃燒生成的硫酸蒸汽份量多、濃度高。這就使得煙氣中的酸汽露點(即凝結(jié)溫度)相對增高，而低溫段省煤器的管壁又偏低，所以酸汽極易凝結(jié)代低溫省煤器管壁上，造成省煤器的腐蝕。

　　給水溫度低是造成省煤器腐蝕的一個主要原因。給水溫度低，使得省煤器的管壁溫度下降，低于煙氣中的酸汽露點時，酸汽便凝結(jié)在省煤器管壁上與飛灰粘合在一起，形成對省煤器的不斷腐蝕。

　　四、省煤器的爆管解決方法

　　4.1防止磨損的措施

　　a.合理選擇煙氣流速和容積，降低煙氣流速。風量不宜過大，爐子兩側(cè)煙氣流速不能偏差過多，這樣能有效地減輕磨損。

　　b.控制管壁溫度，隨著溫度的升高，管壁表面氧化膜硬度增大。因此，隨著管壁溫度的升高，磨損量降低。

　　c.控制燃料，煤質(zhì)灰份不能太高，適當控制煤粉細度，嚴格配煤比，洗中煤、原煤混合應均勻。

　　d.盡量避免超負荷運行，控制煙氣走廊區(qū)的煙氣流速，減小管子與后壁的間距，管間距離要盡量均衡，局部流速過高的地方應加裝防磨裝置，如護瓦或角鐵。

　　e.使用防磨材料或者防磨涂料。

　　4.2 防止省煤器腐蝕的措施

　　低溫受熱面的腐蝕主要原因是煙氣中有S03和受熱面溫度低于酸露點溫度，而煙氣中S03又來自燃料中所含的硫，SO3的含量和燃料中所含的硫量及燃燒條件有關(guān)，故防止和減輕低溫受熱面腐蝕的主要原則是：燃料脫硫、改善燃燒方式以減輕煙氣中S03的含量、提高受熱面壁溫度之大于煙氣的露點溫度、采用抗腐材料作受熱面等方法。

　　4.2.1 電廠中燃料脫硫的方法

　　鍋爐脫硫分為燃料脫硫、爐內(nèi)脫硫及排煙脫硫。燃料脫硫又稱爐前脫硫，因其脫硫率僅約40%且需專業(yè)化洗煤。爐內(nèi)脫硫依不同爐型有不同方法：(1)將煤粉添加一定量的脫硫劑和粘結(jié)劑制成煤塊后再投入爐中脫硫，該法脫硫率為40%，廣泛用于鏈條爐;(2)爐內(nèi)噴鈣是將脫硫劑粉末用高壓風送人煤粉爐膛中部使之與SOX 發(fā)生反應生成CaSO4的脫硫法，其脫硫率為50%左右。自20世紀80年代中后期以來采用的以爐內(nèi)噴鈣與尾部活化反應相結(jié)合的聯(lián)合工藝，脫硫率達80%以上，該法適用于電站煤粉爐。另外排煙脫硫法也可減輕后續(xù)煙道酸腐蝕。

　　4.2.2 鍋爐設備和結(jié)構(gòu)上的防腐措施

　　(1)用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)改造我國舊煤粉爐、拋煤機房，可實施高效爐內(nèi)脫硫。

　　(2)利用順逆的空氣預熱器系統(tǒng)。

　　(3)采用空氣再循環(huán)方式。增加一個再循環(huán)風機，風量調(diào)節(jié)更方便。

　　(4)利用汽機抽氣來加熱冷風。

　　(5)采用前置式預熱器。從送風機來的冷空氣先經(jīng)前置式空氣預熱器加熱后再進入主空氣預熱器，使之壁溫高于煙氣露點;提高鍋爐給水溫度，如前置式給水預熱器，可避免省煤器因壁溫低而發(fā)生低溫腐蝕。

　　(6)空氣預熱器分段或改型。將管式空氣預熱器制作成上中下3組便于更換或改型為回轉(zhuǎn)式，以提高抗蝕性。

　　(7)采用抗腐蝕的材料。例如，用玻璃管、內(nèi)涂玻璃的鋼管。滲鋁管等作管式空氣預熱器，用陶瓷材料作回轉(zhuǎn)式空氣預熱器冷段傳熱元件等。

　　(8)采用陶瓷方法。

　　(9)使用防腐涂層。目前國內(nèi)外認為耐煙氣低溫腐蝕最好的有機涂層是含氟橡膠、酚醛樹脂，無機涂層較好的材料是含鋁敷料。

　　4.2.3 運行調(diào)節(jié)

　　加強對過量空氣系數(shù)的監(jiān)控，過量空氣系數(shù)不能過高或太低。過大的空氣系數(shù)會增加煙氣中氧含量，促進二氧化硫及三氧化硫的生成，加劇省煤器的腐蝕;過小的空氣系數(shù)又會影響煤粉的完全燃燒，增加飛灰濃度，加劇省煤器的磨損。所以，應盡量調(diào)節(jié)好燃燒配風，保持爐堂出口過量空氣系數(shù)在合理范圍內(nèi)，同時還要做好爐門、人孔門等處的密封，防止額外漏風造成過量空氣系數(shù)的升高。

　　(1)采用低氧燃燒技術(shù)。鍋爐的運行經(jīng)驗表明，采用此技術(shù)煙氣中S03的含量可減少9倍左右，煙氣露點可降低幾十度，煤塵量可能會增加幾倍，腐蝕速度降低幾倍至十幾倍，排煙損失降低,提高鍋爐效率。

　　(2)控制爐膛燃燒溫度水平，減少SO3的生成量。如采用煙氣再循環(huán)可以降低爐膛溫度。

　　(3)避免和減少尾部受熱面漏風。

　　(4)定期用水沖洗，蒸汽沖洗或鋼珠除灰。

　　(5)及時清除對流受熱面上的積灰等。若空氣預熱器堵灰，可用堿水或鍋爐排污水沖洗，以恢復到原排煙溫度，減輕腐蝕。

　　(6)盡量避免鍋爐低負荷運行。雖然隨著負荷的降低，鍋爐的露點也隨之降低。但是，負荷降低時，排煙溫度也隨之大幅度降低，更易造成排煙溫度低于煙氣的露點溫度，加劇受熱面金屬的腐蝕。

　　五、結(jié)束語

　　省煤器暴漏給鍋爐安全運行帶來了嚴重的危害，因此在運行中應加強監(jiān)視和調(diào)整，針對運行中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象認真分析，制定出相應的技術(shù)措施，保證設備具備良好的狀態(tài)，從而確保鍋爐的安全運行。

　　參考文獻：

　　1、樊泉桂、魏鐵錚、王軍合編. 火電廠鍋爐設備及運行，北京：中國電力出版社

　　2、孫成武、許國柱、閏維平著. DG670/140型鍋爐省煤器改造，北京：華北電力技術(shù)

　　3、范泉桂.鍋爐原理.北京:中國電力出版社

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