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邹县电厂锅炉过热器爆漏原因
1.邹县电厂锅炉的技术参数
邹县发电厂是我国最大的坑口电站之一，总装机容量2400 MW，其中4台锅炉为东方锅炉厂生产的1000 t/h自然循环单炉膛汽包锅炉。炉膛尺寸14 706.6 mm x 12 829mm，炉膛全高54000 mm。在炉墙四角布置24只全摆动、直流式煤粉燃烧器。有6只一次风口，相间布置8只二次风口，均匀配风，在炉膛中心形成两个假想切园，直径分别为700 mm和500 mm，逆时针转向。该锅炉的过热器系统按蒸汽流程依次分为6级:顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器，大屏、后屏和高温过热器。按烟气流向顺序分别为大屏、后屏、高温过热器和低温过热器。高温过热器蛇形管顺流(与烟气方向)布置在人口烟温约800℃的区域，采用1 x 8 mm,12Gr1MoV与钢102管各半，6根缠绕双圈共84排，S1=171.45mm，S2 = 100 mm。过热器额定蒸发量1 000 t/h，出口蒸汽压力17.1 MPa，出口蒸汽温度555℃[15]。
由于现代大型锅炉过热器的受热面大于水冷壁受热面，水冷壁的水容积为149 m3，过热器为177衬，爆漏概率自然高。过热器不但承受的温度、压力高，工作环境差，还存在着超温、磨损等问题。大屏和后屏处在辐射吸热的位置，加上高温过热器选材问题和经常超温等原因，也就增加了过热器爆漏率高的因素。
2．1锅炉负荷的变化所致
由于邹县电厂参与电网调峰，电网峰谷差3860MW，机组升降负荷过于频繁。而设计时没有考虑调峰问题，现为了适应电网要求，经常在150到210MW负荷运行。也没有采用滑压运行。高温过热器的蒸汽流速设计100%负荷时为11m/s,而当负荷降到60%以下时，蒸汽的流速达不到设计流速，蒸汽对管壁的冷却效果也就降低了，也就出现了低负荷时过热器某一点的气温、壁温不但不降，反而升高，有时超过计算温度。当负荷在80 %以上时超温现象较少出现，明显比低负荷时少[16]。电力论文网
2．2受热面积灰引起
由于锅炉经常低负荷运行，负荷低，烟气流速也随之降低，加上原设计烟气流速就偏低，造成大量飞灰附着在受热面管壁上，虽然减轻了磨损，但是影响了吸热，由于烟气不能及时将积灰带走，长时间的积灰加剧了管子的超温。
停炉后发现后屏和中间再热器管子间积灰严重，在低负荷时吸热量减少，自然就增加了高温过热器的吸热量。因此出现低负荷时高温过热器个别点壁温超过计算温度，加上炉膛上部折焰角和高温过热器处水平烟道积灰(水平烟道积灰厚度达300 mm以上)造成布置在后部烟道内的低温过热器吸热量增加，也就出现了低温过热器的出口汽温超过计算温度的现象。电力论文网
2．3减温水流量偏差
本系统采用三级减温调节，一级减温器布置在低温过热器出口至大屏人口管道内，作为粗调，二级减温器布置在大屏与后屏之间的连接管道上，靠变更左、右不同喷水量来消除由于炉膛出口烟温偏差所引起的后屏蛇形管局部超温。三级减温器设在后屏与高温过热器之间，作为细调，以维持汽温额定值。
通过表3可以看出低负荷时，一、二级减温器入口汽温已经超过计算温度，大屏与后屏壁温也接近或超过计算温度，为保证屏和过热器工作安全，此时完全靠减温水把蒸汽温度降下来。
正常运行锅炉主蒸汽温度控制在550℃(45℃-10℃)。设计二级减温喷水量为11.4 t/h，由于后屏积灰严重和负荷过低造成后屏吸热量偏差，导致二级减温水用量的偏差，一侧已达到设计喷水量，另一侧仅30 %左右。一级减温水设计喷水量为26.6 t/h,实际喷水量超过设计值的50%以上。长时间的一侧或局部积灰，造成两侧烟温偏差大。由于烟温的偏差，又导致蒸汽温度的偏差和减温水用量的偏差，最后影响甲乙两侧主蒸汽流量的偏差约40-80 t/h 。电力论文网
2．4锅炉吹灰器的影响
每台锅炉设计安装有140台蒸汽吹灰器。投产以来，因吹灰器故障率高和欠维修，曾发生过几次吹爆炉管事故。由于吹灰器故障率高，尤其是近几年负荷低烟气流速慢，不能及时将受热面上的积灰吹掉，特别是损坏的吹灰器集中在一个区域或某一侧时，就会加重两侧烟温的偏差，甚至会导致一侧的气温或壁温超温[18]。
2．5锅炉水压试验过频
多年来每当锅炉大小修后都进行一次水压(工作压力)试验，有时大修前还进行一次。如果发生锅炉爆管，抢修完仍要进行一次水压试验，一是检查检修的焊口，二是检查有无其它泄漏点。针对现代大型锅炉的结构特点，立式布置的过热器比例高，在水压试验后过热器内部的水放不出来，锅炉点火后过热器内部的积水不易很快蒸发，容易形成水塞，造成个别管子超温(如能投入炉底加热，提早建立起水循环，有可能将积水顶出或蒸发掉，但是从1996年开始就停用了各炉的炉底加热器)。
水压试验技术措施中对炉水温度、升压和降压速度有明确的规定。规定炉水温度为50-60℃，也曾经有过水温低于规定值就进行水压试验的。水压试验升压速度一般控制比较严格，但也存在升压过快的现象。有时在降压过程中因阀门内漏严重或急于放水，降压速度未控制在规定值每分钟0.3-0.5MPa。以上原因都有可能影响炉管的焊口寿命。电力论文网
2．6过热器存在问题电力论文网
根据6级过热器泄漏情况来看，主要发生在高温过热器。高温过热器顶棚以上管材为12CrlMoV，因管材裕量偏小，使高温过热器壁温经常超过计算温度。管子长期在高温状态下运行，金属严重球化。1998年高温过热器8次爆管，一次是管子弯管时留有原始缺陷，其它均为管子长期过热产生蠕变裂纹所至。
观察4台锅炉的高温过热器爆管区域发现有一个共同点，1号炉集中在甲侧12排到30排之间;2号炉集中在乙侧24排到30排之间;3号炉集中在乙侧26排到31排之间;;4号炉集中在乙侧24排到29排之间。该区域高温过热器的管子部分已经变成蓝色，严重脱皮氧化。爆管后金相分析，管内微量空洞相当严重。而与该区域相对应一侧高温过热器前面的(后屏、中间再热器)受热面积灰相当严重。
从高温过热器泄漏位置来看，基本上都是发生在出口处。4台炉子过热器爆漏27次，高温过热器达20次，有18次发生在出口段，而且有16次爆漏点发生在炉顶的大包内。相对于高温过热器出口联箱下部弯头处又占绝大多数(几次水压试验发现联箱与管子焊口裂纹渗漏)。高温过热器出口联箱采用高位布置，不但提高了顶棚以上管束的补偿热膨胀柔性，又可吸收膨胀。虽然避免联箱管座根部产生大的弯曲应力及由此而引起的管座泄漏事故，但是弯头数量太多，使最外圈的弯头处于受拉状态(大包内16次爆漏有9次发生在最外圈)。在高温下附加拉应力的存在，加速了弯头的蠕变速度，结果是防止了管子根部焊口的横向热疲劳裂纹，但增加了弯头的爆漏次数。
3防止过热器爆漏的措施电力论文网
2）为保证吹灰器有较高的投人率，应每周组织一次检查吹灰器的运行情况，做到发现问题及时消除，减少受热面的积灰。
3合理分配机组负荷，在峰谷差较小时可以保证一台锅炉先把负荷带满(或80%以上)。由于该锅炉负荷高，烟气流速加快，可使受热面积灰被烟气携带走。然后轮流带高负荷，这样就避免了各炉因低负荷积灰带来的烟温偏差。
4建议减少锅炉的水压试验次数，如必须进行水压试验则应严格执行技术措施，如水压试验后准备点火，可在点火前投入炉底加热。
5正确使用减温水，保证一、二级减温器后的汽温不超过计算值，表头显示减温水流量最大为30 t/h，应更换并重新进行标定。
6对于高温过热器顶棚以上管段(12Cr1 MoV)选材裕量偏低问题，应该更换等级高的材质，1994年将该部位管子全部更换为12Cr1MoWVTiB材质，管壁极限温度为620℃，效果比较理想[19]。
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