4、 超温爆管
锅炉水冷壁爆管主要是由于短时急剧过热造成材料的高温强度降低,从而引起塑性变形和瞬间破裂,并不是长时间过热引起的蠕变失效开裂。很多情况是由于管内介质流动不畅,被水冷壁管冷却不足,短时急剧过热造成材料的高温强度降低,从而引起瞬间破裂。而当炉膛燃烧发生在水冷壁附近,或贴墙燃烧时,该区域的热负荷过高,不但会引起水冷壁结渣,而且由于区域水冷壁汽化中心密集,则可能在管壁上形成连续的汽膜,产生膜态沸腾,产生第一类恶化现象,管壁温度突然升高,会导致超温爆管
1) 按管内管外影响因素可分为:
a) 冷却不足引起超温爆管:
i. 锅炉给水质量不合格,炉水处理方法不正确,化学监督不严,未按规定进行排污,致使管内结垢,造成传热恶化。
ii. 水冷壁内部形成的氧化皮,在锅炉启停或温度急剧变化时脱落,堵塞炉管,工质流量减小或停滞。
iii. 运行时给水流量低于锅炉最小上水流量。锅炉设计有最小流量保护,当锅炉上水流量达到保护值以下而锅炉未MFT时,锅炉将严重缺水,水冷壁得不到充分冷却而超温爆管。
iv. 由于水冷壁未加装节流圈或节流圈损坏,水冷壁管道工质流量分配不均,部分管道流量不足。
v. 尾部烟道积可燃物发生二次燃烧或省煤器水流量不足,省煤器工质产生沸腾,下降管带汽引起水冷壁管过热。
b) 热负荷过高引起超温爆管:
i. 燃烧器安装不良、结焦或喷口损坏使火焰气流冲刷水冷壁。
ii. 燃烧投运方式不当或者燃烧器故障停运,导致火焰偏斜,贴墙燃烧。
iii. 由于π型路在后墙垂直水冷壁上部布置有折焰角,有改变烟气流向提高炉膛充满度及改善换热的效果,经折焰角作用后,烟气向前墙方向运动。在低负荷,如果后墙燃烧器投运层数多于前墙时,前墙上部容易局部过负荷而超温。例如负荷低于500MW,投运AEF磨运行时,前墙垂直水冷壁易出现超温。但由于高负荷时上水流量的增加,即使后墙燃烧器投运多,也不会出现局部过负荷的情况。
iv. 燃料负荷不匹配,燃料过多,煤水比失调,造成锅炉中性点前移,过热度上升,导致水冷壁超温。
2) 防范的措施:
a) 启动过程中加强汽、水品质的监督,严格按照标准进行机组的冷热态冲洗,机组冷态冲洗时,首先应进行炉前冷态冲洗(应冲洗至除氧器水质Fe≤200μg/L),机组炉前水质合格后,再向锅炉上水,并进行锅炉冷态冲洗,防止将机侧系统杂物带入锅炉,增加锅炉受热面堵塞的概率。运行过程中,严格控制机组上水质量,做好化学质量监督,保证各给水品质合格,防止造成锅炉水冷壁管结垢。
b) 严格控制机组启停时,压力、温度的变化率(≤0.10MPa/min与≯2℃/min);正常运行控制锅炉水冷壁温度不大起大落,防止因温度压力的急剧变化造成氧化皮脱落,堵塞水冷壁管。
c) 事故停机后,吹扫完毕应进行闷炉 ,防止锅炉水冷壁快冷,尽量维持锅炉停机前的温度和压力,同时尽快查明事故原因,以实现机组的热态或极热态启动,减少机组冷态启动次数。避免因金属温度剧烈变化而引起氧化物的剥离、脱落。
d) 正常运行时,控制锅炉水冷壁足够的上水循环流量(大于25%BMCR),保证水冷壁各管都有足够的冷却,并保证省煤器有足够的欠焓防止发生省煤器工质沸腾的现象。
e) 启动时,加强稳燃及保证燃尽,并投入尾部烟道吹灰,防止省煤器积煤粉二次燃烧导致省煤器工质发生沸腾。
f) 锅炉首次投运前应严格进行锅炉冷态空气动力场试验,机组运行后及时进行燃烧调整试验,这2项试验要确保达到制造商规定的要求,以避免锅炉热偏差和受热面局部过热。
g) 煤粉着火距离不能太近,否则容易烧坏燃烧器,亦不能太远,否则将贴对墙燃烧,导致刷墙,调整合适的一次风压、二次风压,避免着火距离太近或太远。同时应燃用合适煤种、调整合适的出口温度及动态分离器转数。过高的挥发分、出口温度或煤粉太细,会让燃烧贴近喷口,烧坏燃烧器;过低的挥发分、出口温度或及煤粉太粗,燃烧延迟会贴对墙燃烧,导致刷墙。
h) 进行燃烧调整,合理投运燃烧器,防止锅炉偏烧刷墙,低负荷尽量维持ABF磨组运行,对于控制前墙垂直水冷壁不过负荷有积极意义。
i) 机组运行时,控制燃料负荷匹配,水冷壁不能过负荷,若经调整不能解决锅炉超温问题时,可考虑降低煤水比,适当减燃料加给水运行。