鍋爐省煤器泄漏原因分析及對策
發布時間：2011-09-30 共1頁
某電廠一臺東方鍋爐廠生產的DG410/9.8-6型高溫高壓鍋爐，采用懸掛JI型布置，直流燃燒器，按四角布置，煤粉懸浮切圓燃燒。1999年2月投產，累計運行時間約2萬多小時。
該爐省煤器為非沸騰式，錯列布置，上下2級省煤器與空氣預熱器交叉布置。下級省煤器分4組沿豎井煙道深度和寬度方向中心線對稱布置。下級省煤器管共132片，264根，規格為32×4，管材為20G。
2004年初，該爐曾在1個月內連續發生4次下級省煤器磨損泄漏故障，導致4次被迫停爐。檢查發現，4次泄漏位置均在下級省煤器甲乙兩側中間U型彎頭的迎風面處。裂紋為縱向，裂紋管壁明顯減薄，最薄處約為1 mm。對下級省煤器前后箱甲乙側下數一、二層所有U型彎管子迎風面用測厚儀檢測發現，U型彎管子迎風面均有不同程度的磨損。具體情況是，壁厚小于2.5 mm的有93根，其中壁厚小于2.0 mm的有48根，磨損情況很嚴重。
1 磨損泄漏原因分析
1.1 存在煙氣走廊
下級省煤器甲乙兩側U型彎處存在煙氣走廊，經實際測量，甲乙兩側U型彎間距為80 mm左右，比設計值(21 mm)大，也比省煤器距前后墻距離設計值(60 mm)大。因煙氣走廊阻力較小，煙氣流速較大，經計算，煙氣流速在下級省煤器出口比上級省煤器入口大30%～40%。由于管子金屬磨損量與煙氣流速的三次方成正比，因此，在甲乙兩側U型彎處磨損嚴重。加之在彎制彎頭時，彎頭壁厚有減薄現象(壁厚小于4 mm)，從而導致省煤器管子彎頭迎風面處更易磨損泄漏。
1.2 實際燃料性質及煤粉細度與設計值不同
在磨損中起主要作用的是煙氣中的那些大顆粒飛灰，且磨損程度與總灰量有關?？偦伊坑?，灰粒對省煤器管子的撞擊次數也就愈多，磨損就愈嚴重，而且總灰量決定于燃料灰分Ay和低位發熱量Qdwy。
該爐設計煤種收到基灰分24.26%，實際燃煤應用基灰分(Ay)約39.50%；煤粉細度(R90)設計值為22～28，實際細度(R90)在30左右，均與設計煤種有較大偏差。煤粉粗、灰分大將導致灰粒和未完全燃燒的燃料顆粒增多，煙氣中的飛灰濃度增高，加劇了對省煤器的磨損。
1.3 省煤器管束排列方式及安裝質量的影響
煙氣橫向沖刷省煤器管子時，管束排列方式不同，管子受磨損情況也不一樣。錯列管束受到的磨損要比順列管束嚴重，第2排管束的磨損量要比第1排大2倍左右，且氣流自上而下流動，灰粒在重力作用下其速度可能大于煙氣速度，從而加劇了沖擊磨損程度。該爐省煤器錯列布置，并采用規格為32×4鋼管，由于小口徑管子剛性較差，管壁較薄。造成實際蛇形管排列不齊，加之安裝的原因，無法保證整齊均勻的節距和管間距，導致省煤器管排中出現煙氣走廊，使局部管壁金屬磨損嚴重。
1.4 防磨措施不完善
在下級省煤器甲乙側U型彎處，只是在最上面加裝了防磨裝置(擋風板)，由于下級省煤器高度約為3 255 mm，上面的防磨裝置對下面U型彎處的防磨沒有作用，因此，下級省煤器下部U型彎處磨損嚴重。
1.5 燃燒工況的影響
鍋爐運行中的燃燒風量過大會造成煙氣量加大，而使磨損速度增加。計算表明，省煤器中過量空氣系數由1.2增加到1.3時，磨損量增加25%。
1.6 其它因素
該爐容量占全廠鍋爐總容量的50%，在供熱期間長期滿負荷運行，因而該爐省煤器管束受磨損的時間長，磨損量大。同時鍋爐存在漏風現象，根據省公司標準，410 t/h鍋爐漏風率為12%，而實際漏風率達到20%左右，明顯偏高。運行實踐證明，當省煤器處漏風系數增加0.1，則會使金屬磨損量增加25%。
2 建議及對策
(1) 在該爐大修時對省煤器進行全面檢查，對所有彎頭進行更換并加裝U型護瓦。在兩排彎頭間加裝阻力柵，盡量消除下級省煤器出口的煙氣走廊。對省煤器管子噴涂防磨涂料(其它爐大修時已采用，效果良好)。
(2) 加強對鍋爐的燃燒調整和試驗。在保證安全和經濟運行的前提下，保證合適的一、二次風配比和煤粉細度，使煤粉細度R90在設計值22～28之間。改善爐內燃燒狀況，減少煙氣中未完全燃燒的燃料顆粒的濃度。在保證煤粉燃盡度的前提下，適當降低風量。定期做漏風試驗，并采取措施，降低漏風率。
(3) 盡量采用與設計煤種相近的燃料。
該爐省煤器為非沸騰式，錯列布置，上下2級省煤器與空氣預熱器交叉布置。下級省煤器分4組沿豎井煙道深度和寬度方向中心線對稱布置。下級省煤器管共132片，264根，規格為32×4，管材為20G。
2004年初，該爐曾在1個月內連續發生4次下級省煤器磨損泄漏故障，導致4次被迫停爐。檢查發現，4次泄漏位置均在下級省煤器甲乙兩側中間U型彎頭的迎風面處。裂紋為縱向，裂紋管壁明顯減薄，最薄處約為1 mm。對下級省煤器前后箱甲乙側下數一、二層所有U型彎管子迎風面用測厚儀檢測發現，U型彎管子迎風面均有不同程度的磨損。具體情況是，壁厚小于2.5 mm的有93根，其中壁厚小于2.0 mm的有48根，磨損情況很嚴重。
1 磨損泄漏原因分析
1.1 存在煙氣走廊
下級省煤器甲乙兩側U型彎處存在煙氣走廊，經實際測量，甲乙兩側U型彎間距為80 mm左右，比設計值(21 mm)大，也比省煤器距前后墻距離設計值(60 mm)大。因煙氣走廊阻力較小，煙氣流速較大，經計算，煙氣流速在下級省煤器出口比上級省煤器入口大30%～40%。由于管子金屬磨損量與煙氣流速的三次方成正比，因此，在甲乙兩側U型彎處磨損嚴重。加之在彎制彎頭時，彎頭壁厚有減薄現象(壁厚小于4 mm)，從而導致省煤器管子彎頭迎風面處更易磨損泄漏。
1.2 實際燃料性質及煤粉細度與設計值不同
在磨損中起主要作用的是煙氣中的那些大顆粒飛灰，且磨損程度與總灰量有關?？偦伊坑?，灰粒對省煤器管子的撞擊次數也就愈多，磨損就愈嚴重，而且總灰量決定于燃料灰分Ay和低位發熱量Qdwy。
該爐設計煤種收到基灰分24.26%，實際燃煤應用基灰分(Ay)約39.50%；煤粉細度(R90)設計值為22～28，實際細度(R90)在30左右，均與設計煤種有較大偏差。煤粉粗、灰分大將導致灰粒和未完全燃燒的燃料顆粒增多，煙氣中的飛灰濃度增高，加劇了對省煤器的磨損。
1.3 省煤器管束排列方式及安裝質量的影響
煙氣橫向沖刷省煤器管子時，管束排列方式不同，管子受磨損情況也不一樣。錯列管束受到的磨損要比順列管束嚴重，第2排管束的磨損量要比第1排大2倍左右，且氣流自上而下流動，灰粒在重力作用下其速度可能大于煙氣速度，從而加劇了沖擊磨損程度。該爐省煤器錯列布置，并采用規格為32×4鋼管，由于小口徑管子剛性較差，管壁較薄。造成實際蛇形管排列不齊，加之安裝的原因，無法保證整齊均勻的節距和管間距，導致省煤器管排中出現煙氣走廊，使局部管壁金屬磨損嚴重。
1.4 防磨措施不完善
在下級省煤器甲乙側U型彎處，只是在最上面加裝了防磨裝置(擋風板)，由于下級省煤器高度約為3 255 mm，上面的防磨裝置對下面U型彎處的防磨沒有作用，因此，下級省煤器下部U型彎處磨損嚴重。
1.5 燃燒工況的影響
鍋爐運行中的燃燒風量過大會造成煙氣量加大，而使磨損速度增加。計算表明，省煤器中過量空氣系數由1.2增加到1.3時，磨損量增加25%。
1.6 其它因素
該爐容量占全廠鍋爐總容量的50%，在供熱期間長期滿負荷運行，因而該爐省煤器管束受磨損的時間長，磨損量大。同時鍋爐存在漏風現象，根據省公司標準，410 t/h鍋爐漏風率為12%，而實際漏風率達到20%左右，明顯偏高。運行實踐證明，當省煤器處漏風系數增加0.1，則會使金屬磨損量增加25%。
2 建議及對策
(1) 在該爐大修時對省煤器進行全面檢查，對所有彎頭進行更換并加裝U型護瓦。在兩排彎頭間加裝阻力柵，盡量消除下級省煤器出口的煙氣走廊。對省煤器管子噴涂防磨涂料(其它爐大修時已采用，效果良好)。
(2) 加強對鍋爐的燃燒調整和試驗。在保證安全和經濟運行的前提下，保證合適的一、二次風配比和煤粉細度，使煤粉細度R90在設計值22～28之間。改善爐內燃燒狀況，減少煙氣中未完全燃燒的燃料顆粒的濃度。在保證煤粉燃盡度的前提下，適當降低風量。定期做漏風試驗，并采取措施，降低漏風率。
(3) 盡量采用與設計煤種相近的燃料。
