低温低压循环流化床锅炉过热器爆管原因分析及应对措施

1、低温低压循环流化床锅炉过热器爆管原因分析及应对措施西安市热力公司 张静摘要：介绍低温低压循环流化床锅炉被迫低负荷运行的实际情况，指出造成事故原因是蒸汽携带盐份。分析蒸汽带盐原因，提出改造措施，见证了改造后的运行效果。关键词：循环流化床锅炉，过热器，汽水分离，蒸汽带盐，爆管，低负荷。一、 锅炉使用情况及事故现象1 某供热公司拟建4台150t/h低温低压循环流化床锅炉，现建成3台,目前2台运行。锅炉出口参数：压力：1.27MPa，温度：295，额定出力：150t/h。是我国首例低温低压150t/h循环流化床锅炉。锅炉采用单锅筒横向半露天布置。炉膛部分布置水冷壁、一级过热器、一级蒸发器和二级蒸发器，

2、水平烟道布置2台低温旋风分离器，尾部烟道布置一级省煤器和一、二、空气预热器。2 2008年12月12日，一号锅炉开始点火运行。2009年1月5日3：26炉膛负压逐渐变为正压，补水量增大至40t/h，主蒸汽压力、温度均下降，排烟温度升高。经检查发现锅炉左侧过热器人孔中有蒸汽冒出，声音较大，司炉初步判断为过热器或蒸发器爆管。凌晨4：20停炉后打开人孔检查为过热器爆管。表面呈线性破损（如图： a）。 图a 图b3 割开事故处管道，发现过热器大多数管道内积有黑色附着物，直管段达15mm厚，位于U型管弯头部位多数部分管道被堵死（如图：b）。对其成份进行化学分析：NaCI 57.06%, NaSO4 26

3、.32%, Na2SiO3 5.39 %, Na2CO3 11.23 %。 经专家结合具体现象研究讨论分析：爆管事故为过热器积盐造成。二、 积盐处理对割管后的积盐部分管段分别进行了酸、碱以及热水的清洗，发现高于60的热水清洗效果最好，可100%去除积盐。最终用热水对修复的过热器进行了全面冲洗，效果极佳。三、 原因分析1. 水质情况 锅炉给水设计为经弱酸性氢钠离子交换后的软化水，水质要求硬度30µmol/L,PH7。运行期间给水硬度0-10µmol/L, PH值7-8，。 炉水水质要求：总碱度14mmol/L, PH值10-12，溶解固形物<3000mg/L，氯根<

4、;300mg/L。运行期间总碱度0.15-0.6mmol/L, PH值7-12，氯根150-439mg/L。运行期间水质符合标准。2. 锅炉负荷调查 2008年12月22日以前，锅炉负荷一直维持在65t/h，0.7MPa, 280左右，锅炉运行状况稳定。12月22日，锅炉进行升负荷试验，17：25一号锅炉负荷达126t/h时，主汽温度由282突降至165，略高于饱和蒸汽温度3-5。检查减温水是否泄露等原因，均无异常。2008年12月25日8：30节流主蒸汽母管2号门，保持汽包低水位-100mm左右，参数可提高至130t/h，1.0 MPa, 295。保持这种低水位运行状态至2009年1月5日爆

5、管。3. 汽包汽水分离效果分析由于本锅炉设计的汽水分离元件为：底部栅格，水下带空平板，上部钢丝网分离器，水上孔板，顶部盲板，未设计安装旋风分离器（如图：c）。汽水混合物引出管 给水管盲板 疏水管下降管钢丝网多孔板 栅格接水斗 给水分配管多孔板紧急放水管连排加药80°下降管钢丝网 栅格 给水管 疏水管紧急放水管接水斗多孔板盲板多孔板汽水混合物引出管 图c 图d经分析，锅炉给水为软化水，本身带有一定盐分。随着汽包内水分的不断蒸发，盐分在水中的浓度愈来愈高。在正常水位运行时，当负荷大于120t/h时，蒸发量增大，分离器分离效果不好，蒸汽大量带水，经过热器后主蒸汽温度和饱和蒸汽温度温差很小。

6、为保证蒸汽出口温度接近设计参数，被迫保持低水位运行，导致锅炉连排排污效果不好，饱和蒸汽大量携带盐分，经过热器加热后，盐分沉积在过热器管道上，造成管道堵塞，最终变形爆管。四、 汽包改造（如图：d）1. 改变钢丝网分离器底部夹角 经分析，现有锅炉汽包空间较小，不适宜加装旋风分离器。为增加分离效果，将现有钢丝网分离器底部向下延伸86mm,中心夹角由原来的110°改为80°，增大分离面，同时分离出的水滴更容易靠自重下落至收集口，增强了分离效果。2. 在连排总管上加装喇叭口接管，加强连排（如图：e） 根据锅炉运行的实际情况及汽包水位高低的不同，在连排总管上加装25个喇叭口接管，合理排

7、污，加强了排污效果，保证了汽包内氯根含量在300mg/L以下。图e3. 加装给水分配装置（如图：d汽包内给水管横排分配）起到清洗饱和蒸汽的作用，使饱和蒸汽中携带的盐分浓度降低，进入过热器的蒸汽携带盐分更少。4. 在1#、2#锅炉汽包改造的前提下，3#、4#锅炉汽包的直径由原来的1.4m增大到1.6m,增大了汽包内汽水分离空间，增加了汽包内汽水分离效果，进一步提高了蒸汽品质。五、 改造后的效果 改造前，当锅炉负荷高于110t/h运行时，共计运行65天，共爆管3次，平均22天爆管一次。在汽包按此改造后累计运行至2010年3月10日， 1#、2#锅炉未出现过过热器爆管事故，3#锅炉汽包也按此改造并增

8、大直径后，自运行开始到现在，也未出现过过热器爆管事故；所有锅炉系统运行安全平稳。六、 结束语 低温低压锅炉的水处理一般选用氢钠离子交换系统软化水即可，但实际情况要根据使用锅炉的蒸发吨位以及当地的水质状况而合理的选配水处理方式。经实践，西联公司的150t/h低温低压循环流化床锅炉，结合当地的水质状况，选用的氢钠离子交换系统制水，在做好汽包汽水分离效果，控制好汽包水位的情况下，是可行的。参考文献1.杨建华主编 循环流化床锅炉设备及运行 P163-P164 中国电力出版社 2006.12.鹿道智主编 工业锅炉司炉教程 P314-P358 航空工业出版社 2005.43.吴仁芳 杜祖坤合编 电厂化学 P4-P358 中国电力出版社 200