浅谈锅炉运行中的一些问题及分析

[摘 要]随着工业生产规模的不断扩大，锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。过热蒸汽经负荷设备控制，供给负荷设备用，锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平提供动力，又可作为汽轮机发电的热源。

[关键词]锅炉；分析；控制

中图分类号：TK223.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0279-01

锅炉的分类方法很多，可以按燃料种类分，也可以按锅炉的用途分锅炉按锅炉水循环形式可以分为自然循环锅炉和强制循环锅炉。2.5Mpa以下的锅炉称低压炉，6.0MPa以上的称为高压锅炉，压力介于两者之间的称为中压锅炉。此外，还有超高压锅炉、亚临界锅炉和超临界锅炉。按锅炉容量可分为蒸发量小于20t/h的称为小型锅炉、蒸发量大于75t/h的称为大型锅炉，蒸发量介于两者之间的称为中型锅炉。按锅炉用燃料种类分类为燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉以及燃煤锅炉的升级技术，燃煤锅炉按燃烧方式可以分为层燃锅炉、室燃锅炉和沸腾锅炉。按锅炉结构主要分为火管锅炉和水管锅炉。火管锅炉包括立式锅炉和卧式锅炉，水管锅炉包括横水管锅炉和竖水管锅炉。按锅炉用途可以作为热能动力锅炉和供热锅炉。动力锅炉包括电站锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等，相应用于发电、船舶动力和机车动力。供热锅炉包括热水锅炉、蒸汽锅炉、热管锅炉等。

结焦会降低受热面的吸热能力，影响和破坏水循环，常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成，水冷壁金属温度下降或排烟温度上升，对流受热面结焦时，燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽。降低通风阻力，减小鼓风机负荷，有效避免炉排上出现的火口和燃烧不均匀现象，改善煤的着火条件，提高火床的热强度和燃烧速度，有利于煤的充分燃烧。严重的结焦会妨碍燃烧设备的正常运行，被迫停炉，甚至酿成安全生产事故。热工保护装置故障误动引起机组跳闸，其次数随保护装置采用范围的扩大而有所增加，这是当前新机组投产初期运行阶段的常见故障。过热器管爆裂是由于炉管材质较差，组织不均匀，为不完全正火组织，母材基体存在大量微观孔洞，开口处由于爆裂已明显减薄。因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容易把外包层的气体带走。

锅炉四管爆漏仍居当前锅炉机组非计划停用原因的首位。锅炉四管因蠕变、磨损、腐蚀、疲劳损坏以及焊口泄漏，常常可以因调度同意使用而不构成事故，但因其停用时间较长，直接、间接损失大仍是锅炉故障损失的主要因素，必须加以重视。焊接质量差。在制造或维修中由于焊接质量不过关，焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等会导致频繁爆管。锅碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。也就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。炉低温再热器在运行过程中发生泄漏，从爆管处宏观检验表明，焊缝的焊接质量较差，焊缝根部存在大量焊瘤，泄漏点大多分布在焊缝熔合线及热影响区内，此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。

大容量锅炉的对流过热器布置在烟温很高的区域内，其蒸汽温度和管壁的热负荷都很高。过热器管子用什么材料制造，取决于它所处的工作条件。现代锅炉对流过热器多采用立式布置，因为这样可以采用简单可靠的悬吊固定方法，而卧式过热器的固定比较困难。锅炉承重结构的变形、失稳使悬吊式锅炉坍塌是导致近年来锅炉报废的最终原因，必须高度重视支吊、承重结构的安全。耐火一保温内衬在高温条件下工作必须要有足够的强度，才能适应高温烟气，工件的冲刷磨损和机械震动的冲击，并有承受一定载荷的能力。衡量耐材热强性的主要指标不是常温强度，而是高温下抗折强度，对不同部位或部件的耐火内衬应有相应的高温抗折强度要求。对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器，它主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量。在做墙式布置时辐射过热器的管子可以布置在燃烧室四壁的任一面墙上，可以仅布置在燃烧室上部，也可以沿燃烧室高度全部布置；它可以集中布置在某一区域，也可以与蒸发受热面管子间隔布置。半辐射过热器也称屏式过热器，一般放在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛火焰的辐射热，又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。过热器可以根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。

加热炉的蓄热体，烧咀砖、吊挂砖和水冷炉筋管包扎等所用耐火材料，其内部温度梯度大或承受频繁温度变化是经整体烧结的耐火砖衬损坏的最主要原因之一。耐火内衬在交变温度条件下保持其体积、强度稳定的性能，称为热稳定性。按断裂力学理论，前者会产生各部位胀缩不均，后者会出现体积膨胀或收缩交替变化，都可能在制品内部产生热应力，这种应力如果得不到及时吸收或释放，必然引起制品内部裂纹源的扩展，表示耐火内衬热稳定性的主要指标是重烧线收缩和抗热震次数。这些指标国家行业标准中均有明确规定。

过热器温度过高将导至过热器损坏，同时还会危及汽轮机的安全运行。过热器温度过低则将使设备效率降低，影响经济指标。汽轮机也因内部过度的热膨胀而严重影响安全运行；过热温度过低，一方面使设备的效率降低，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损，所以就要把过热器出口蒸汽的温度控制在规定范围内。过热器是一个多容且延迟较大的惯性环节，设备结构设计与控制要求存在若矛盾，各种扰动因素之闻相互影响。灰分含量增大，碳粒可能被灰层包裹，碳粒表面燃烧速度降低，火焰传播速度减小，造成燃烧不良。挥发分在较低温度下能够析出和燃烧，随着燃烧放热，焦碳粒的温度迅速提高，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，降低了锅炉的热效率。

锅炉运行的过程中会出现各种复杂的情况，要在平时做好应急预案和应急演练，运行人员要熟悉演练内容和过程。这样在出现突发状况现场人员才能反映迅速，报警正确，处理得当。平时做的演练过程和预案制定的应急措施相符合，应急预案编制要满足实际生产过程中对突发性事故处理的要求。在平时做好了充分的准备，在出现突发事件时才不会慌乱，才能处理的更合理。