电站锅炉过热器超温爆管的成因探究

1、电站锅炉过热器超温爆管的成因探究摘要:关健词:电站锅炉;过热超溫;爆官成因,运行过程中发现,向300MW. 600MW的机组投入高压加热器,将提高 其水溫,停运衙加会对蜗炉负荷产生影和为了使负荷不受影庸,换連g沏喲瓯赵华.基于电站蝎炉高溫过热器超 溫爆管问题的研究出黑龙江科技侶息，2013, (2) :90.摘要：本文重点分析了电站锅炉过热器超温爆管问题，阐释了锅炉受热面失效原理，根据流动 以及传热的特点,找出导致超温爆管的根本原因，针对于超温爆管提出具体解决措施。关键词：电站锅炉;过热器;超温;爆管;成因1超温爆管的理论阐释超温爆管通常情况下是金属管壁的温度工况高于允许温度范围内，导致金属管

2、失去正常效果。 探析造成超温爆管的原因，应从金属管壁的壁温入手。公式(1 )中展示了对金属管壁壁温造成影响的因素主要包括两方面：一是蒸汽侧;二是烟气侧。 根据传热学相关理论,影响金属管壁壁温的因素在于烟气侧的热负荷q和蒸汽侧的对:彌奂热系 数a2。2蒸汽侧放热系数2对金属管壁壁温造成的影响2.1物性参数B影响放热系数a2的具体原因观察电站锅炉能够发现,导致过热器温度变化、蒸汽压力的原因在于以下两方面：(1)如果负荷出现变化，那么电站锅炉同一过热器的压力将伴随温度的变化而发生改变,负 荷增加随之带动温度压力的增大,压力增大导致B值上升,从而造成a2增大;反之压力降低 导致B值下降,a2降低。(2

3、 )如果负荷相同,处于电站锅炉各个部位的换热器将呈现出P、T明显不同的状况，顺着 蒸汽流向P呈现下降趋势,T呈现升高趋势,所以导致B产生下降。这种状况下将造成放热系 数a2降低,影响到对涮奂热效果。2.2流量影响放热系数a2的具体方面 流呈影响放热系数2有必要结合以下几方面考虑。首先，分析运行角度，负荷发生变化I詬 致放热系数2发生改变;其次,管屏间的流星分配也将影响到局部区域的放热系数a2o2.2.1负荷变化影响放热系数a2的具体方面外界负荷发生变化也将导致蒸汽流臺发生一走改变，外界负荷一旦增加，过热器的蒸汽质量流 呈将随之提高，a2也随之增加。这种状况下出现过热器爆管现象,很大程度上是由于

4、烟气侧 的热流密度q发生变化。（首先要将外部因素排除在外，例如异物堵塞等因素）2.2.2流呈分配影响2的具体方面2.2.2.1设计因素影响流臺分配当金属管内流动单相液体时，多种因素将会对并列管子间流呈分配产生影响,导致流星分配不 均匀。举例来说,联箱连接方式的区别、并行管圈间重位压头的区别、管径差异、查毒差异等 因素。此外，吸热不均也将直接造成流呈分配不均。222.3减温水系统设计不符合科学性影响流星分配些锅炉再设计喷水减温系统的过程中，通常采用一只喷水调节阀用于对一级喷水总星迸行控 制，设计两个喷水回路。这种状况下,当左右两侧的燃烧工况、汽温产生的偏差过大,将造成 工质变化不同、吸热不均匀，

5、从而影响到流臺分配，减温水系统不能通过调整左右侧喷水实现 两侧汽温的平衡。3烟气侧热负荷q对金属管壁壁温造成的影响3.1炉内燃烧工况因素炉内燃烧工况发生变化具体是指运行过程中炉内烟气动力场以及温度场出现偏移现象。导致这 种现象的原因包括人为因素和结构设计因素。3.1.1结构设计因素目前，在我国大容呈锅炉中通常采用四角布置切圆燃烧技术较为常见,当炉内烟气在屏过底部 位置依然存在残余烟气，烟气旋转将造成烟气偏置、蒸汽场偏置现象。应用右旋切圆燃烧技术, 炉膛上部受到辐射的受热面（分隔屏过热器，后屏过热器），按照炉膛竞度方向工质温升呈现 出左边高、右边低的现象,如果采用左旋切圆燃烧技术,则温升特点恰恰

6、相反。一旦汽水系统 设计不科学，将造成出口汽温出现偏差,严重情况下会引发爆管。残余旋流依然存在的情况下, 烟气速度场、温度场、流星场均有可能出现偏差，这将导致各个受热面热流密度q随之产生改 变,对局部地区管子安全性造成隐患。采用右旋切向燃烧方式，考虑到依然存在残余旋流，将造成上炉膛左侧气室内烟气运动过程中 产生较大阻力，导致左侧气室烟气出现停滞状态，或者与残余旋流发生碰撞,产生烟气涡流， 造成左侧烟气充满程度过大，对流换热系数增强。这种情况下,旦两侧辐射情况相等，左侧 热负荷将明显过高。左侧受热面的工作条件将迸一步恶化。锅炉水平烟道内的对流过热器受到屏区吸热不均匀的影响，导致迸入对流烟道的烟温

7、并非一致, 右边温度高、左边温度低，加之炉膛上部左右两侧气流阻力不同，右侧流向的烟气流星增多, 造成水平烟道内沿着炉竞方向出现明显的右高左低的热负荷分布状况，右侧过热器管子存在较 大安全隐患。3.1.2人为运行因素人为运行因素是影响炉内工况的重要因素之一。如果燃烧调整不当，或者燃烧成分出现变化， 都将影响到过热器壁面热负荷出现变化。当燃料的低位发热量提升，理论燃烧温度以及炉膛出 口烟温随之提升，造成炉膛结渣现象，导致过热器壁温热负荷提升。燃料呈不变的情况下，一 旦增加水分,烟温将随之降氐,烟气体积迅速增大,造成过热器出口汽温增高。过热器热负荷 明显产生改变。3.2高压加热器投入率因素调查发现,

8、且前我国大容星机组的高加投入率并不高,有些机组处于停运状态。一旦高压加热 器停运将导致锅炉给水温度随之降低。运行过程中发现,向300MW、600MW的机组投入高 压加热器,将提高其水温，停运高加会对锅炉负荷产生影响,为了使负荷不受影响，有必要增 加燃料呈。这种方式不仅增加了机组运行费用，同时增加过热器热负荷q ,造成管壁超温。高 加的投入率偏低成为引发过热器爆管的又一重要因素。4结论(1)导致超温爆管最主要的原因是管壁的温度工况,管外热负荷q和管内工质的对流换系数 0(2是决走管壁温度的重要因素。(2 )管内对流放热系数a2由管内工质流呈决走,主要受到流臺分配是否均匀、是否有异物 阻塞、焊接扌旨廊、减温器设计等因素的影响。(3 )管外熱负荷q的设计必须考虑均匀和稳定的烟气速度场、流星场和温度场。高加的投 入率也会对过热器保管产生重要影响。参考文献：车畅,窦文宇,陈新中超临界电站锅炉高温过热器爆管失效分析卩金属热处理，2015 ,40