1、前言
    目前，大型電站鍋爐爆管事故已成為當(dāng)前威脅發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的突出矛盾，而且隨著機(jī)組服役時(shí)間的增加，這類事故還有逐年上升的趨勢，成為影響安全生產(chǎn)的主要因素，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了電廠的平穩(wěn)生產(chǎn)。現(xiàn)對過熱器爆管原因進(jìn)行分析，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    引起電站鍋爐過熱器爆管的常見原因有：選材裕度不足、爐膛高度偏低、蒸汽重量流速偏低、結(jié)構(gòu)布置欠妥、受熱面積過大、焊接質(zhì)量問題、腐蝕、磨損、膨脹拉裂、鍋爐的變工況運(yùn)行、高加的投運(yùn)等，但電廠爆管的原因主要是超溫過熱導(dǎo)致。本文從流動(dòng)和傳熱特性著手，分析引起超溫爆漏的原因，并提出相應(yīng)的措施。
2、超溫爆管的理論分析：
    2.1蒸汽側(cè)放熱系數(shù)a：的影響因素。
    2.1.1物性參數(shù)對放熱系數(shù)a：的影響。
    在電站鍋爐中，過熱器蒸汽壓力，溫度的變化存在兩個(gè)方面：當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，對同一過熱器來說，它的壓力，溫度隨之變化，負(fù)荷增加，則溫度壓力隨著增大，a：增大，反之亦然。
    2.1.2流量對放熱系數(shù)a：的影響。
    流量對放熱系數(shù)a：的影響，可以從幾個(gè)方面考慮。首先從運(yùn)行角度來看，負(fù)荷的變化會(huì)影響放熱系數(shù)a：的大��；其次管屏間的流量分配也對局部地區(qū)的換熱系數(shù)a!的影響。
    2.1.3負(fù)荷變化對放熱系數(shù)a：的影響。外界負(fù)荷的變化必然要求蒸汽流量與之相適應(yīng)，當(dāng)外界負(fù)荷
增加時(shí)，過熱器中的蒸汽質(zhì)量流量隨之增大，a。也會(huì)增加，此時(shí)發(fā)生的過熱器爆管，我們應(yīng)首先考慮煙汽側(cè)的熱流密度q變化，當(dāng)q／a：升高時(shí)可導(dǎo)致爆管。
    對于低負(fù)荷運(yùn)行狀況下的過熱器爆管，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，輻射過熱器中T質(zhì)的流量和鍋爐燃料按比例減小，但爐內(nèi)輻射熱并不按比例下降，因?yàn)闋t內(nèi)火焰溫度的下降并不多，也就是說，隨著鍋爐負(fù)荷的降低，爐內(nèi)輻射的份額相對上升。對于金屬管壁來講，q／a。相對會(huì)增加，另外，由于輻射過熱器中蒸汽的焓增加，ILI_I,口氣溫上升，使得管內(nèi)平均氣溫上升，從而導(dǎo)致對流換熱系數(shù)a：下降，兩者共同作用使金屬壁溫上升更大，導(dǎo)致超溫爆管。
    2.1.4流量分配對的a。的影響。
    單相流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，有許多因素使并列管子間流量分配不均，另外，吸熱不均也會(huì)造成流量不均。
    首先，設(shè)計(jì)原因引起的流量分配不均：聯(lián)箱的引入、引出方式布置不當(dāng)，使得蒸汽在聯(lián)箱中流動(dòng)靜壓變化過大造成流量偏差。對于蒸汽由徑向引入聯(lián)箱的并聯(lián)管組，同進(jìn)口聯(lián)箱與引入管三通外形成局部渦流，使得該渦流區(qū)附近管組流量較小，從而引起較大的流量偏差。聯(lián)箱孔末透導(dǎo)致各管阻力相差較大。因同屏并聯(lián)各管的結(jié)構(gòu)（管長、內(nèi)徑、彎頭數(shù)等）差異引起各管的阻力系數(shù)相差較大造成流量偏差。實(shí)際上，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置上的不合理性往往同時(shí)存在，因而可能會(huì)加劇超溫爆管的發(fā)生。
    其次，制造工藝，安裝及檢修質(zhì)量問題引起流量分配不均。第一，焊接質(zhì)量；第二，異物堵塞；兩者都可使管內(nèi)局部阻力加大，而在總的壓降不變情況下，局部阻力的增加，使該管中流體流量下降，同時(shí)在總流量一定的情況下該管中的流量必然重新分配到其它的管中，流量的自動(dòng)調(diào)整與分配會(huì)加劇局部渦流，從而影響到其它管的流動(dòng)。
    最后、減溫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理（或故障）也會(huì)引起流量不均。
    2.2煙氣側(cè)熱負(fù)荷q的影響。
    對于電站鍋爐過熱器來講，影響煙氣側(cè)的熱功當(dāng)量負(fù)荷的因素相當(dāng)多，熱負(fù)荷的變化是多種因素綜合的結(jié)果。
    爐內(nèi)燃燒T況：主要是指運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)煙氣動(dòng)力場和溫度場發(fā)生變化。運(yùn)行因素，運(yùn)行因素對爐工況的影響相當(dāng)復(fù)雜，如燃燒調(diào)整不當(dāng)，燃料成份的變化都將引起過熱器壁面熱負(fù)荷的變化。如燃料量不變而水份增加，則煙溫降低，煙溫體積增加。最終會(huì)導(dǎo)致過熱器出口汽溫上升，過熱器熱負(fù)荷發(fā)生變化。
    高壓加熱器投入率：高壓加熱器的停運(yùn)或部分投運(yùn)，會(huì)使鍋爐給水溫度大幅度降低，勢必影響鍋爐負(fù)荷，為了保證負(fù)荷，往往要加大燃料量，這樣，一方面，機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用增加了，另一方面將引起過熱器熱負(fù)荷q的增大，飛灰速度加大，飛灰磨損加劇，從而引起管壁超溫或減溫水超限。
3、受熱面超溫造成過熱器爆管
    金屬超過其額定溫度運(yùn)行時(shí)，有短期超溫和長期超溫兩種情況，因此造成受熱面過熱爆管有短期過熱和長期過熱兩類現(xiàn)象。
    3.1受熱面短期過熱鍋爐受熱面內(nèi)部工質(zhì)短時(shí)間內(nèi)換熱狀況嚴(yán)重惡化時(shí)，壁溫急劇上升，使鋼材強(qiáng)度大幅度下降，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成金屬過熱引起爆管。
    3.2受熱面長期過熱鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動(dòng)力偏差或積垢、堵塞、錯(cuò)用鋼材等原因，管內(nèi)T質(zhì)換熱較差，金屬長期處于幅度不很大的超溫狀態(tài)下運(yùn)行，管子金屬在應(yīng)力作用下發(fā)生蠕變（管子脹粗），直至破裂。
4、預(yù)防及處理措施
  為了預(yù)防過熱器管超溫，在運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程規(guī)定操作，鍋爐啟停時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按啟停曲線進(jìn)行，控制鍋爐參數(shù)和過熱器管壁溫度在允許范圍內(nèi)；嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐蒸汽參數(shù)、蒸發(fā)量及水位等主要指標(biāo)，防止超溫超壓、滿水、缺水事故發(fā)生；做好鍋爐燃燒調(diào)整，防止火焰偏斜，注意控制煤粉細(xì)度，合理用風(fēng)，防止結(jié)焦，減少熱偏差，防止鍋爐尾部再燃燒；加強(qiáng)吹灰和吹灰器管理，防止受熱面嚴(yán)重積灰；保證鍋爐給水品質(zhì)正常及運(yùn)行中汽水品質(zhì)合格等。
    為了有效防止過熱器爆管，除在安裝、維修、運(yùn)行調(diào)整方面采取措施外，還要對鍋爐受熱面做好金屬監(jiān)督工作，主要包括以下幾方面：
    4.1對受熱面進(jìn)行蠕脹、變形和磨損等情況的定期檢查；
    4.2對長期存在過熱問題的受熱面，加裝熱工溫度測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督控制。
    4.3定期進(jìn)行割管檢查，對高溫過熱器、低溫過熱器管子做金相檢驗(yàn)，對爐膛熱負(fù)荷最高區(qū)域水冷壁管內(nèi)壁結(jié)垢、腐蝕情況進(jìn)行檢查。只要找到爆管的根本原因，采取行之有效的預(yù)防措施，就能從根本上解決過熱器爆管問題，有效地防止爆管事故的發(fā)生。


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