过热器爆管原因分析及防止

摘要：锅炉承压部件的安全运行是电厂的重要组成部分。本文主要分析了过热器爆管泄漏的机理、原因及并提出相应的措施。

关键词：锅炉；过热器；爆管；对策

中图分类号：TK229 文献标识码： A

引言

过热器是把饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽的设备。饱和蒸汽加热成过热蒸汽后，提高了蒸汽在汽轮机中的做功能力，既蒸汽在汽轮机中的有用焓降增加，从而提高了热机的循环效率。蒸汽温度的提高，受到钢材高温特性及造价的限制，当前大多数电站锅炉的过热蒸汽温度在540-550℃之间。

一、电厂锅炉过热器爆管原因分析整理的意义

电厂锅炉过热器是电厂锅炉结构中的重要组成部分，对电厂锅炉运行的安全性及经济性有着重要的意义。一旦电厂锅炉过热器发生爆管，将导致蒸汽流量极速下降并小于给水流量，同时，燃烧室及炉膛突变为正压，并在过热器附近伴有蒸汽喷出响声等一系列的表现。锅炉过热器爆管后将严重影响锅炉的运行安全及经济性，严重时还将导致重大事故的发生。科学分析电厂锅炉过热器爆管原因并进行经验总结，有助于电厂设备部门根据过热器爆管的特征现象及时进行判断并做出正确的措施，同时根据电厂锅炉过热器爆管原因制定有效的预防措施，实现预防性维修养护理论的运用。

二、过热器常用的材料

锅炉受热面管在高温、应力及腐蚀介质的作用下长期工作的。管子在高温、高压、腐蚀的条件下工作，对管子材料的选择有严格的要求，所以受热面的金属应具备如下性能：

足够的持久强度和蠕变极限，通常设计时以持久强度为主要依据，再以蠕变进行校核，具有持久强度和抗蠕变能力，金属管壁在较高的温度下工作，通常要求在工作温度下氧化速度小于0.1mm/a，具有良好的组织稳定性，良好的加工工艺性能，特别是焊性。

三、蒸汽过热器的分类及结构

3.1按其传热方式

辐射式（既利用炉膛辐射热量来提高蒸汽的温度）、对流式（既利用烟气对流热量来提高蒸汽温度）和混合式（既一部分过热器受热面吸收辐射热量，另一部分过热器受热面吸收对流热量。混合式蒸汽过热器可装于炉膛出口处。也有将其分成两部分，一部分装于炉膛内接受辐射热量，另一部分装于烟道内接受对流热量，然后使其串联）。

3.2按装置方式分

立式（既争气过热器联箱位于过热器管上方，整个过热管是于地面垂直的）卧式（即过热器联箱位于过热器管一侧，整个过热器是与地面平行的）。

3.3按蒸汽与烟气流向分

顺流式（即烟气与蒸汽流向一致）、逆流式（即烟气与蒸汽流向相反）和混合式三种。逆流式过热器，其蒸汽与烟气流向相反，气温与烟温平均温差大，传热效果好，故可以用较小的受热面积获得较高的蒸汽温度，但由于蒸汽出口处正是烟气进口处，故第一排过热器管工作条件较差，易烧坏。为避免此缺点，也有过热器制成双逆流式的，使蒸汽出口处位于过热器中部，即可得到较高传热效果，又不致使出气部分过热器管烧坏，顺流式过热器，其较低温的蒸汽与较低温的烟气相遇，较高温度的蒸汽与较高温度的烟气相遇，平均温差小，故需较逆流式过热器受热面积大，才能获得同样温度的过热蒸汽。混合式过热器，即将过热器管布置为一部分是逆流式，另一部分是顺流式，是之兼有顺、逆式的优点。

现代大型锅炉广泛采用屏式过热器主要有诸下原因：首先，屏式过热器吸收炉膛内相当数量的辐射热量，适应大容量高参数锅炉过热器吸热量相对增加，水冷壁吸热量相对减少的需要，它补充了水冷壁吸收炉膛辐射热的不足，实现了炉膛必须的辐射传热量，以使炉膛出口烟气温度限制在合理的范围内。其次，对于燃烧器四角布置切圆燃烧方式的炉膛，由于炉内气流的旋转流动，在炉膛出口处会发生流动偏转、速度分布不均、眼温左右偏差。屏式过热器对烟气流的偏转能起到阻尼和导流的作用。

四、过热器爆管事故简述

在锅炉事故中，受热面（水冷壁、省煤器和再热器等）爆破损坏事故最为严重，当受热面管子爆破时，高温高压汽水碰出，不但需要停炉限电，而且容易造成人身伤亡，造成重大经济损失，因而防止和清除受热面爆破损坏事故，对保证安全经济运行尤为重要。

过热器破裂时有如下象征：

（1）过热器周围有不正常的响声；

（2）蒸汽流量不正常的小于给水流量；

（3）有时从炉门看火孔中间向外喷烟；

（4）过热器后烟气温度降低；

（5）过热器温度发生显著变化。

五、过热器受热面失效的危害

因为磨损、腐蚀、粘污、结渣、结垢、蠕变、疲劳、过热等原因都可能引起锅炉受热面的失效，造成不必要的经济损失。磨损、腐蚀、粘污、结渣、结垢、蠕变、疲劳、过热等失效都将影响受热面的使用寿命，引起爆管泄露事故，迫使停炉检修。

六、过热器爆管措施分析

6.1汽水共腾时的处理措施如下

（1）降低负荷，减少锅炉蒸发量；

（2）完全开启锅炉连续排污阀，并开启锅炉下部定期排污阀门，同时加强给水以逐渐换水，改善炉水品质；

（3）打开过热器与蒸汽管路上的疏水门；

（4）增加对炉水的分析次数，以指导换水工作；

6.2根据对飞灰磨损的规律分析，可以采用以下几方面的措施

（1）降低飞灰的浓度与选用适当的烟气流速

（2）防止受热面中产生局部过高的飞灰浓度和速度：

（3）采用防磨装置

6.3过热器减轻热偏差的方法

由于过热器工质侧水力不均匀特性和烟气侧热力不均匀性的影响，使过热器各平行管列中各蛇行管的焓增不同而造成热偏差，尽管在运行中或结构上采取了各项措施，但是由于实际工作的复杂性，完全消除是不可能的，特别是在现在大型锅炉中，由于锅炉尺寸很大，烟温分布不均匀，炉膛出口处的烟温偏差可达200-300℃，而蒸汽在过热器中的焓增又很大，致使个别管圈的气温偏差可达50-70℃，严重时可以达100―150℃以上。

为了减小过热器的热偏差，可以将过热器受热面分成几级，并在各级之间用中间集箱进行充分的混合。因为在同样热偏差的情况下，偏差管中工质的焓增量要超出平均值很多，分级以后，由于每一级中工质的平均焓增减小，而使焓增偏差的绝对值减小，因而使热偏差的影响减小，目前对于中压锅炉，一般将过热器分成两级，其间进行一次混合；对于高压锅炉常将过热器分成三到四级，在其间进行二到三次混合。并在混合的同时，把左右管组中的工质相互交换（左右交叉）以减少左右两侧烟气温度不均匀的影响。

造成过热器管超温的原因及应采取的措施

在设计上，如果存在锅炉炉膛高度偏低，火焰中心偏后、水动力工况差、蒸汽流量偏低和受热面结构不合理等因素都会造成过热器普遍超温或存在较大的热偏差局部超温；在制造、安装和检修中如果出现管内异物堵塞、屏过联箱隔板倒等缺陷，会造成工质流动不畅，引起受热面超温；运行中如果出现燃烧控制不当、火焰上移、火焰偏斜、炉膛出口烟温高风量不足、燃烧不完全引起烟道二次燃烧、蒸汽流量不足、减温水投停不当、高压加热器投入率低等情况，也会造成过热器管超温；另外给水品质不良，引起管内结垢积盐，影响传热，也会造成过热器管在运行中超温。

结束语

总而言之，我国要想实现经济又快又好地发展，就一定要注重电力产业的发展。电力是发展其它行业的重要支撑，而在电力生产过程中面临的一个重大难题也是重大任务就是电力生产安全问题，只有真正实现电力安全生产才能最终地实现经济和社会的和谐发展，才能为人民谋求更多更大的福利，这应该成为国家奋斗的最终目标。

参考文献：

[1]谭建坤.电厂锅炉过热器超温问题分析与对策[J].华中电力，2012（4）.

[2]王孟浩.消除大容量电厂锅炉过热器及再热器局部超温的措施[J].中国电力，2013（3）.

[3]吴履琛，王晓为，曹文浩，等.伊敏电厂锅炉过热器爆管事故原因分析及改进措施[J].锅炉制造，2012（2）.