过热器、再热器金属安全

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1、过热器、再热器金属安全国电聊城发电有限公司2007年10月1、过热器的爆漏及其原因在电厂运行过程中，水冷壁、过热器、再热器和省煤器的爆漏事故在全厂事故及非计划停运中占有很大的比重，是影响机组安全稳定运行的主要原因之一。过热器和再热器的爆漏既有设计方面的原因，又有制造、安装、检修及运行等方面的原因。概括地说，都是因为管子的实际运行条件偏离设计条件而引起的。制造、安装及检修方面的因素，主要表现于钢材质量差、错用钢材、焊接质量差、异物堵塞管子等；设计方面的因素，主要是设计裕度不足，未充分考虑热偏差；计算中对煤灰的沾污性估计过高，过热器、再热器面积设计过大，以及炉膛结构不合理等，其中大型锅炉切圆燃烧

2、方式的烟气偏流问题是一个最普遍的原因。运行方面的因素包括蒸汽品质控制不良，造成管内结垢、壁温升高或汽侧产生氧腐蚀使壁厚减薄；煤质变差，使炉膛出口温度升高；燃烧调整不当，如煤粉过粗，升负荷过快，火焰中心位置偏高；长期低负荷运行等。高温腐蚀和磨损均会使管子减薄引起爆管，它们是既与运行控制有关又与设计方面有关的因素。从失效机理上区分，过热器、再热器的爆漏主要是由短期过热、长期蠕变破裂、高温氧化、气体腐蚀(钒腐蚀、氢腐蚀)、金相组织变化(球化、石墨化、碳化物析出)、磨损等引起的，其中几率最高的因素是金属过热。金属在超过其额定温度运行时，有短期过热爆管和长期超温爆管两种情况。短期过热是指由于运行条件(

3、如工质温度和换热状况)异常变化时，壁温急剧升高所引起的过热破坏。当发生此类问题时，尽管爆破前壁温很高，但在这一温度下短时就发生了破坏，因此管子内金相组织无大变化，外壁也还没有产生氧化皮；同时由于爆破后金属是从高温下急速冷却的，破口处金相组织的特点是有淬硬组织或加部分铁素体。受热面长期过热是指由于热偏差、工质流量偏差，或积垢、堵塞、错用材料等原因，管内工质换热较差，金属长期处于幅度不很大的超温状况下运行，由于长期的蠕变而发生的破裂现象。可根据破口形状、管子胀粗、氧化皮等情况判断是否长期过热。长期过热引起破坏时，破口断面较粗糙，有一层疏松的氧化皮，管子有较明显的胀粗，组织上碳化物明显呈球形。过热

4、器、再热器管子流通面积阻塞，如弯头过扁，管内焊瘤、遗物，进出口集箱有杂物堵塞管口等，由于阻塞的程度不同，既可以是引起短期过热的原因，也可能引起长期过热。2、影响过热器壁温的因素管子壁温将随工质温度tg和壁面热负荷q的升高而上升，随蒸汽流速的增大(α2增大)而减小。而q的大小主要取决于烟气温度和烟气流速，烟温越高，壁面传热温差越大，q值越大；烟速越高，烟气侧α1越大，q值越大，以上因素都与锅炉负荷有关。吸热不均的影响：ηq表示偏差管的吸热偏离平均值的程度，ηq越大，偏差管的热负荷qp越大，工质温度越高；ηq与烟气流速和烟气温度的关系为正向关系。对于强制流动的过热器、再热器，吸热不均还要引起流量

5、不均，壁面热流大的管子蒸汽比体积大，ηG小，相应蒸汽流量低，工质温度升高。流量不均的影响：ηG表示偏差管的流量偏离平均值的程度，ηG越大，偏差管的蒸汽流量G越大，工质温度越低；ηG与管子结构、联箱静压分布、管内阻塞情况、壁面热负荷等因素有关。结构不均的影响：ηH表示偏差管的换热面积偏离平均管的程度，如屏的最外圈管，ηH有时可达到1.3左右。ηH取决于设计条件。对已投运的锅炉，分析运行条件改变对tg的影响应考虑各管子的表面积，即ηH的差异。综上所述，对于平行工作的过热器管，总的(平均)出口温度越高，壁温就越高；ηq越大、ηG越小，管子壁温也就越高，实际上，由过热汽温和再热汽温整体超温引起管子破

6、坏的情况较少，而大量的是由于个别管子偏离平均工况造成的，过热器(再热器)中最危险的管子就是那些传热最强(ηq最大)同时流动又最弱(ηG最小)的管子。3、大型锅炉过热器、再热器超温问题过热器、再热器的超温爆破问题是我国电站锅炉存在的带有普遍性的问题，大容量锅炉尤为突出。管壁过热现象，无论在四角切向燃烧、前后墙对冲燃烧锅炉都不同程度地存在。1．烟温总体偏高导致烟温偏高的原因可从两个方面分析：一是炉膛出口烟温总体高于设计值，二是局部烟温偏高，前者与煤的结渣性能关系较大，炉内结渣，即使不甚严重也会导致炉膛出口烟温升高。此外，煤的燃尽性能也会影响炉膛出口的烟温。燃尽性较差的煤，在燃烧组织不好或煤粉过粗

7、时，火焰甚至会拖到过热器区。后者则主要由烟气偏流引起。2．烟气偏流和工质流量不均这是目前大型煤粉锅炉产生过热爆管的最常见的原因。沿炉膛宽度和高度产生烟气流量偏差、烟温偏差从而引起吸热不均；蒸汽引入引出过热器方式不妥产生流量不均，二者在危险管上相叠加，最终使金属超温而导致爆管。沿炉膛宽度的烟量偏差、烟温的偏差引起烟气流量偏差。随烟气继续流动进行辐射和对流换热，烟量大(热容大)因而温降小，故对流受热面的出口烟温也