電站鍋爐省煤器常見故障分析及處理

漯河市特種設(shè)備安全監(jiān)測中心 周紀(jì)龍 潘長河

電站鍋爐省煤器常見故障分析及處理

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省煤器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱鍋爐給水的承壓設(shè)備。它的主要作用是吸收鍋爐尾部低溫?zé)煔鉄崃浚档湾仩t排煙溫度，提高鍋爐熱效率，提高給水溫度。對于自然循環(huán)鍋爐進(jìn)入汽包的給水，先在省煤器內(nèi)加熱，減少了水在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的熱量吸收，因此省煤器取代了部分蒸發(fā)受熱面。

省煤器有沸騰式和非沸騰式兩種。大型電站鍋爐因?yàn)閴毫?shù)高，氣化潛熱減少，鍋爐蒸發(fā)吸收熱量相應(yīng)減少，所以采用非沸騰式省煤器。非沸騰式省煤器出口水有一定欠焓，使?fàn)t膛中水冷壁的吸熱量有一部分用于欠焓的水的加熱，使?fàn)t膛出口煙溫不至于過高。省煤器工質(zhì)溫度較低，煙氣溫度也較低，因此，省煤器材質(zhì)不是主要問題。在實(shí)際使用過程中，省煤器煙氣溫度低，灰粒較硬的問題突出表現(xiàn)在積灰、腐蝕、磨損等故障。

一、省煤器的積灰及處理

煙氣中含有大量的飛灰，當(dāng)煙氣進(jìn)入到省煤器時(shí)，因其溫度低，大量的飛灰落到管排上，造成省煤器積灰。當(dāng)煙氣中含有SO2量較多時(shí)，飛灰易形成硫酸鹽類灰分，使積灰加劇。煙氣中的飛灰濃度大，煙速度低，積灰越嚴(yán)重，如果省煤器發(fā)生泄漏，會(huì)使用下級(jí)空氣預(yù)熱器嚴(yán)重積灰，影響熱效果。

鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)清除省煤器管子外壁的積灰。吹灰裝置應(yīng)定期使用，保證受熱面清潔。省煤器發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)立即停爐，清除局部受熱面的積灰，在檢修期間應(yīng)用高壓水沖洗省煤器管束，清除管子外壁的積灰和管排間的雜物。

二、省煤器管的腐蝕及處理

省煤器管的腐蝕分為外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕。由于省煤器的煙氣溫度不太高，又遠(yuǎn)大于煙氣露點(diǎn)溫度，當(dāng)燃用硫分不太高的燃料時(shí)，省煤器外部一般不會(huì)發(fā)生高溫腐蝕和酸性腐蝕。省煤器管內(nèi)部腐蝕是由于給水中含有腐蝕性氣體如氧、二氧化碳等，除此之外，給水流速對腐蝕也有一定的影響，當(dāng)水流速度太低時(shí)，上述氣體可能從水中逸出，附在管壁上，在高溫作用下形成腐蝕。

當(dāng)水中含有氧時(shí)，氧與金屬之間形成微電池，氧氣接收電子形成陽極，使管壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化膜起到保護(hù)金屬表面，使腐蝕減緩的作用。通常情況下，氧化膜不能保護(hù)整個(gè)金屬表面，在沒有氧化膜的地方就不斷被腐蝕，當(dāng)水中含有O2和CO2時(shí)，給水中的pH值就會(huì)降低，水中電離出來的氫離子接收電子形成電化學(xué)腐蝕，使腐蝕加劇。

為防止省煤器管內(nèi)腐蝕，首先要清除給水中的氣體，即給水除氧效果要好。另外要保證一定的水流速度，在鍋爐開啟或停止過程中合理使用再循環(huán)管，確保省煤器管內(nèi)保持一定的流速。

三、省煤器的磨損及處理

受熱面磨損與煙氣中單位重量飛灰的動(dòng)能有關(guān)，E動(dòng)=mv2。即動(dòng)能E動(dòng)與速度v的平方成正比。由于灰粒很小，可假設(shè)灰粒與煙氣的速度相等，因此省煤管的磨損與煙氣速度的平方成正比。省煤器管的磨損受省煤器結(jié)構(gòu)形式的影響，對單排管子或多排管的第一排管子均勻磨損時(shí)，在管子側(cè)面30°處磨損最為嚴(yán)重，對于錯(cuò)列管最大磨損發(fā)生在第二、三排。這一方面是由于灰粒的加速，更重要的是第二排管子整個(gè)管面不僅受氣流的正面沖刷，且由于上排管子的導(dǎo)向作用還處于斜向沖刷之中，因此處于最大的沖刷角30°附近的磨損最為嚴(yán)重。對于順列管，煙氣進(jìn)入時(shí)，煙氣流速迅速增大，灰粒由于慣性一般到第五排才獲全速，因此在此處磨損最大；后面幾排流速較均勻，灰粒多集中在流道的中心，兩則形成相對清潔的氣流附面層，因此磨損比較輕。

省煤器對流管速中對流受熱面局部煙氣流速過高易形成煙氣走廊，這主要是爐墻與管組周圍的一些間隙過大或安裝時(shí)橫向間距不均勻造成的。另外省煤器穿墻部分是最易于產(chǎn)生磨損的部位，穿墻管之后的省煤器管與側(cè)墻的間隙過大，再加側(cè)墻的導(dǎo)流作用，阻力相當(dāng)小，造成高流速、高濃度的氣流沖刷穿墻管造成局部磨損。

為防止省煤器管側(cè)面30°的磨損，在迎風(fēng)面扣上180m圓管或角鐵做防磨石。加裝防磨瓦對節(jié)距較大列管是有利的，對于橫向節(jié)距較小的省煤器管，使煙氣流過有蓋板的管排時(shí)，不但阻力增加，更會(huì)使煙氣流動(dòng)速度加快和煙氣斜向?qū)Я鳎斐珊笠慌殴茏訃?yán)重局部磨損。

為防止省煤器磨損，應(yīng)采用灰分較少燃料，做好混配煤工作,加強(qiáng)堵漏，減少漏風(fēng)，使煙氣流速控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，相應(yīng)地減少磨損速度。另外，在易于磨損處的管子上加裝防磨瓦，能有效地避免省煤器管磨損。在錯(cuò)列布置煤器管的第2根、第3根管子上面加裝110°～120°的防磨瓦，不采用180°的防磨瓦，以防止防磨瓦變形后管排的橫向間隙減少，使煙氣阻力增加，造成煙氣流速加快，磨損加劇。除此之外，在省煤器管排與爐墻的間隙處加裝防磨板或阻流棒，采用阻而不堵的方法能有效地阻止煙氣通過這些區(qū)域形成煙氣走廊，避免省煤器管子磨損，也可在省煤器彎頭處加裝防磨瓦，能防止管子的磨損。

當(dāng)省煤器聯(lián)箱的布置在爐外時(shí)，為防止彎頭與爐墻之間形成煙氣走廊而磨損彎頭，可以將彎頭包覆在爐墻之內(nèi)，穿墻管加裝防磨石。雙側(cè)布置的省煤器煙道中部的彎頭用防護(hù)罩整組包覆；煙氣入口管排與管墻及側(cè)墻之間的空當(dāng)加裝鋸齒型阻流板，防止形成煙氣走廊；對于穿墻管必須將管間隙塞好，否則由于漏風(fēng)帶灰，穿墻管極易發(fā)生泄漏。對于省煤器聯(lián)箱布置在爐膛內(nèi)部的兩側(cè)的彎頭部位，可采用上述中部彎頭的防磨措施；省煤器聯(lián)箱不宜保溫，應(yīng)提高材質(zhì)，否則由于煙氣的繞流，在聯(lián)箱兩側(cè)的管段將引起局部磨損。