电厂锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施

电厂锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施一、省煤器超温爆管机理分析省煤器超温爆管的原因非常复杂,主要由磨损、 腐蚀以及振动引起。 以下主要就这三方面探讨省煤器超温爆管的机理。（1）磨损由磨损导致的爆管中,飞灰磨损是主要原因,影响的因素包括飞灰浓度、烟气流速、飞灰的磨损性能等方面；另外,省煤器的结构也会磨损。飞灰浓度。 飞灰浓度大,表明烟气中含灰量多,灰粒撞击受热面的次数增多,引起磨损加剧。我国煤种的多样性和电厂用煤的不确定性,使当前许多电厂的燃煤含灰量大天设计值。有的燃料灰分高达40。煤质变差,灰分增加,燃煤量也增加,造成烟气中飞灰浓度剧增,增加了省煤器的磨损。烟气流速。烟气流速是影响受热面磨损的最主要因素。一些研究表明,磨损量与烟气流速的2.3次方成正比。烟气流速越高,则省煤器的磨损越严重。磨损量甚至能与烟气速度成n(n 3)次方关系。原因可以解释为:冲蚀磨损源于灰粒具有动能,颗粒动能与其速度的平方成正比。磨损还与灰浓度(灰浓度又与速度的一次方成正比)、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。若近似地认为vpvg时,磨损量就将和烟气的三次方成正比。烟气速度的提高,会促使上述原因的作用加强,从而导致冲蚀磨损的迅猛发展,所以烟气流速越大时,n值也就越大。省煤器结构的影响所选省煤器的型式和结构不同,其磨损程度不同。在相同条件下,光管、鳍片管、膜式管束其抗磨性能依次减弱；省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻；错列布置磨损最严重的为第二排管子,顺列布置磨损最严重的则在第五排之后；鳍片管省煤器的鳍片越高,磨损越严重。当鳍片高度较小( h=3mm)时与光管的磨损程度较为接近。故加装小高度鳍片对防磨有利；膜式省煤器错列布置时,大管径比小管径的管子磨损要轻。在设计或改造省煤器时,应对省煤器所采用的型式和结构进行综合考虑。（2）腐蚀省煤器腐蚀的类型省煤器的腐蚀包括管内腐蚀和管外腐蚀。管内腐蚀属于氧腐蚀,也叫吸氧腐蚀,是指锅炉给水虽然经过处理,但仍含有一定量的氧,而氧的化学性质很活泼,能与钢铁设备的铁元素发生反应,造成钢铁设备的腐蚀,生成铁的氧化物Fe2O3和Fe3O4,便是日常所说的铁锈。根据上述氧腐蚀原理,在给水流经省煤器管内时,由于温度较高,极易发生省煤管内氧腐蚀,在管内壁上形成溃疡状腐蚀坑陷,危及省煤器的安全使用。省煤器的管内氧腐蚀通常是高温段轻于低温段,这是给水中的氧被逐步消耗的结果。管外腐蚀属于硫酸腐蚀,也叫低温腐蚀,是指锅炉烟气在通过省煤器段时,由于省煤器管壁温度较低,烟气中的硫酸蒸汽便凝结成酸液而附着在省煤器外管壁上,从而造成对省煤器的酸腐蚀。省煤器的管外腐蚀通常只发生在低温段。（3）振动根据气流中刷管束的流动,热交换器可以划分成三大类,即:气流横向于管子中心线的(横向流动)；气流平行于管子中心线的(平行流动):气流烟管子中心线呈S 形流动的(S形流动)。横向流动时,激发是由于Karman 涡流在单根管子的脱离而造成的。在平行流动的情况下,气流中的涡流是导至激发的根源。当管子一开始搬起石头砸自己的脚动,附着在管子上的气流(因形成临界层)的路径便成为弯曲的了。于是,气流作用于管子一个离心力致使管子更加弯曲。按此方式,在气流和管子之间产生自激振动。而在S形流动时,不仅在横向流动时的涡流脱离,且在平行流动时的涡流,都会激发管子振动。振动是由涡流脱离激发,又由涡流强化的。这种振动主要在热交换器中。二、省煤器超温爆解决措施合理控制烟气流速,降低煤质灰分,造当控制煤粉细度,尽量避免超负荷运行以及使用防磨涂料可发有效地防止省煤器磨损；选取合适省煤器弯头排数z和烟气走廊间隙,减少速度不均匀系数kv,以及加装梳形管和护瓦或护帘都可以很好改善烟气走廊影响；提高排烟温度,采用抗腐蚀材料,加装加热冷风设备以及改用其它类型省煤器,如回转式空气预热器,都可以避免或者防止省煤器受热面的腐蚀现象；使整个省煤器横向固有频率互不相同,可以改进管束的振动；光管改用螺纹翅片管,不仅可以改进流场,提高换热能力,而且可以有效地改良省煤器的积灰； 运行上重视加强对过量空气系数的监控制,从而避免SO2以及SO3的生产,并且及时检修,也可以避免省煤器超温爆管。一、省煤器超温爆管机理分析省煤器超温爆管的原因非常复杂,主要由磨损、 腐蚀以及振动引起。 以下主要就这三方面探讨省煤器超温爆管的机理。（1）磨损由磨损导致的爆管中,飞灰磨损是主要原因,影响的因素包括飞灰浓度、烟气流速、飞灰的磨损性能等方面；另外,省煤器的结构也会磨损。飞灰浓度。 飞灰浓度大,表明烟气中含灰量多,灰粒撞击受热面的次数增多,引起磨损加剧。我国煤种的多样性和电厂用煤的不确定性,使当前许多电厂的燃煤含灰量大天设计值。有的燃料灰分高达40。煤质变差,灰分增加,燃煤量也增加,造成烟气中飞灰浓度剧增,增加了省煤器的磨损。烟气流速。烟气流速是影响受热面磨损的最主要因素。一些研究表明,磨损量与烟气流速的2.3次方成正比。烟气流速越高,则省煤器的磨损越严重。磨损量甚至能与烟气速度成n(n 3)次方关系。原因可以解释为:冲蚀磨损源于灰粒具有动能,颗粒动能与其速度的平方成正比。磨损还与灰浓度(灰浓度又与速度的一次方成正比)、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。若近似地认为vpvg时,磨损量就将和烟气的三次方成正比。烟气速度的提高,会促使上述原因的作用加强,从而导致冲蚀磨损的迅猛发展,所以烟气流速越大时,n值也就越大。省煤器结构的影响所选省煤器的型式和结构不同,其磨损程度不同。在相同条件下,光管、鳍片管、膜式管束其抗磨性能依次减弱；省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻；错列布置磨损最严重的为第二排管子,顺列布置磨损最严重的则在第五排之后；鳍片管省煤器的鳍片越高,磨损越严重。当鳍片高度较小( h=3mm)时与光管的磨损程度较为接近。故加装小高度鳍片对防磨有利；膜式省煤器错列布置时,大管径比小管径的管子磨损要轻。在设计或改造省煤器时,应对省煤器所采用的型式和结构进行综合考虑。（2）腐蚀省煤器腐蚀的类型省煤器的腐蚀包括管内腐蚀和管外腐蚀。管内腐蚀属于氧腐蚀,也叫吸氧腐蚀,是指锅炉给水虽然经过处理,但仍含有一定量的氧,而氧的化学性质很活泼,能与钢铁设备的铁元素发生反应,造成钢铁设备的腐蚀,生成铁的氧化物Fe2O3和Fe3O4,便是日常所说的铁锈。根据上述氧腐蚀原理,在给水流经省煤器管内时,由于温度较高,极易发生省煤管内氧腐蚀,在管内壁上形成溃疡状腐蚀坑陷,危及省煤器的安全使用。省煤器的管内氧腐蚀通常是高温段轻于低温段,这是给水中的氧被逐步消耗的结果。管外腐蚀属于硫酸腐蚀,也叫低温腐蚀,是指锅炉烟气在通过省煤器段时,由于省煤器管壁温度较低,烟气中的硫酸蒸汽便凝结成酸液而附着在省煤器外管壁上,从而造成对省煤器的酸腐蚀。省煤器的管外腐蚀通常只发生在低温段。（3）振动根据气流中刷管束的流动,热交换器可以划分成三大类,即:气流横向于管子中心线的(横向流动)；气流平行于管子中心线的(平行流动):气流烟管子中心线呈S 形流动的(S形流动)。横向流动时,激发是由于Karman 涡流在单根管子的脱离而造成的。在平行流动的情况下,气流中的涡流是导至激发的根源。当管子一开始搬起石头砸自己的脚动,附着在管子上的气流(因形成临界层)的路径便成为弯曲的了。于是,气流作用于管子一个离心力致使管子更加弯曲。按此方式,在气流和管子之间产生自激振动。而在S形流动时,不仅在横向流动时的涡流脱离,且在平行流动时的涡流,都会激发管子振动。振动是由涡流脱离激发,又由涡流强化的。这种振动主要在热交换器中。二、省煤器超温爆解决措施合理控制烟气流速,降低煤质灰分,造当控制煤粉细度,尽量避免超负荷运行以及使用防磨涂料可发有效地防止省煤器磨损；选取合适省煤器弯头排数z和烟气走廊间隙,减少速度不均匀系数kv,以及加装梳形管和护瓦或护帘都可以很好改善烟气走廊影响；提高排烟温度,采用抗腐蚀材料,加装加热冷风设备以及改用其它类型省煤器,如回转式空气预热器,都可以避免或者防止省煤器受热面的腐蚀现象；使整个省煤器横向固有频率互不相同,可以改进管束的振动；光管改用螺纹翅片管,不仅可以改进流场,提高换热能力,而且可以有效地改良省煤器的积灰； 运行上重视加强对过量空气系数的监控制,从而避免SO2以及SO3的生产,并且及时检修,也可以避免省煤器超温爆管。