鍋爐受熱面管水塞問題的分析研究

康科偉

(浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江樂清325609)

摘要：鍋爐受熱面爆管對電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重大的影響，水塞是受熱面超溫爆管的一個重要原因。本文對水塞現(xiàn)象進(jìn)行了分析研究同時對電廠實際水塞問題進(jìn)行了分析并提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：水塞;爆管;鍋爐啟動;低負(fù)荷;減溫水

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.035

1前盲

鍋爐受熱面管由于其工作條件比較惡劣，受汽水品質(zhì)、工況、安裝工藝、煙氣溫度等的影響，爆漏事故較多，嚴(yán)重影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)安全運行，如何防止鍋爐受熱面爆管已成為提高電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。經(jīng)過對爆管現(xiàn)象進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水塞對于爆管有著很大的影響。因各種原因造成受熱面管內(nèi)積水，形成水封，阻礙受熱面管內(nèi)蒸汽流通的現(xiàn)象叫做水塞。水塞主要集市在受熱面U型管路內(nèi)，水塞多發(fā)生在鍋爐點火窟動的初始階段。管路由于發(fā)生水塞，阻礙管內(nèi)蒸汽流通，煙氣溫度較高時，受熱面得不到足夠的冷卻，處于干燒狀態(tài)，就會造成受熱面壁溫超過其材料極限溫度而發(fā)生爆管。

2水塞現(xiàn)象的研究

鍋爐點火初期，部分蒸汽進(jìn)入過熱器管束后冷凝圈;鍋爐停爐時，受熱面管內(nèi)因殘存的蒸汽冷凝形成凝結(jié)水積存在管內(nèi);當(dāng)鍋爐大修后都進(jìn)行水壓試驗，如果發(fā)生爆管，修完后也要進(jìn)行水壓試驗。水壓試驗后立式受熱面內(nèi)的水未完全放出;鍋爐點火啟動初期，負(fù)荷較低時，減溫水量過大;減溫器噴水孔故障;減溫水霧化不良等。停爐前爐內(nèi)受熱面積灰或結(jié)焦嚴(yán)重，造成該區(qū)域受熱面吸熱下降，蒸發(fā)量下降也會引起局部水塞。這些都是造成水塞現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，下面就具體分析水塞形成的機(jī)理和特征。

2.1 水塞的形成機(jī)理

鍋妒啟動或者低負(fù)荷運行時，此時蒸汽在管內(nèi)流速很低，受熱面進(jìn)出口聯(lián)箱壓差很小，僅以此壓差無法排除管內(nèi)積水，因而會產(chǎn)生較長時間的水塞。

2.2水塞的特征

(1)水塞的產(chǎn)生大多出現(xiàn)在鍋爐點火啟動、機(jī)組低負(fù)荷階段以及鍋爐水壓試驗后的啟動過程中，水塞產(chǎn)生的積水需經(jīng)過相當(dāng)長的時間才會逐漸蒸發(fā)完，可以通過受熱面的壁溫進(jìn)行判斷;

(2)受熱面出口溫度接近或低于同壓力下的飽和蒸汽溫度;

(3)大部分的壁溫測點均安裝在爐頂或者大罩內(nèi)，水塞形成后金屬壁溫初期測量的數(shù)據(jù)不具代表性，水塞被排除的瞬間，蒸汽帶水現(xiàn)象使得受熱面管壁金屬溫度瞬時下降，又很快上升，幾分鐘后恢復(fù)正常;

(4)未充分汽化的減溫水會流入較近管束內(nèi)，在此易形成水塞，且爆管的破口形狀、顏色及其金屬組織具有短期大幅度超溫特征。

3電廠鍋爐水塞案例及解決措施

鍋爐在高負(fù)荷工況下一般不會產(chǎn)生水塞現(xiàn)象;本文選取超臨界鍋爐水壓試驗后工況進(jìn)行案例分析。

鍋爐水壓試驗后，由于金屬壁溫不高，立式受熱面內(nèi)水無法自然烘干蒸發(fā)，且無底部疏水門，導(dǎo)致該工況下，U型管內(nèi)留有大量積水，屬于典型大面積水塞現(xiàn)象。另因受熱面位置布置關(guān)系，金屬壁溫測點基本集中于爐頂大罩內(nèi)，水塞部分受熱面升爐初期無燕汽流動，受熱面溫度監(jiān)視僅靠熱傳導(dǎo)，難以直觀監(jiān)視該受熱面實際溫度水平。

針對以上大面積水塞現(xiàn)象，在鍋爐啟動過程中，可采取以下措施：

A.可利用回?zé)嵯到y(tǒng)或建立爐水循環(huán)提高鍋爐上水溫度，對鍋爐進(jìn)行預(yù)暖，減少汽水冷凝。

B.點火初期以最小穩(wěn)燃燃料量緩慢升爐，通過集中配風(fēng)方式，合理控制兩側(cè)煙氣均勻性且嚴(yán)格控制煙氣溫度，亦可利用油槍穩(wěn)燃，提高點火初期燃料燃盡率。

C.利用待鍋爐一次系統(tǒng)起壓后，關(guān)閉放空氣門，逐漸開大高低壓旁路，結(jié)合凝汽器真空對系統(tǒng)水塞處進(jìn)行抽吸。

D.汽水系統(tǒng)起壓后適度增加燃料量，待鍋爐汽壓抵捎水塞處差壓時(如圖2所示)，即可逐漸稍除水塞現(xiàn)象。

E，增加汽水系統(tǒng)擾動，利用快開快關(guān)高低壓旁路進(jìn)行沖管。

F.升爐初期嚴(yán)格控制減溫水，禁止減溫水的使用，并要求關(guān)嚴(yán)減溫水系統(tǒng)相關(guān)閥門。

G.停爐后利用鍋爐余壓余熱通過及時開啟疏放爐水，對鍋爐進(jìn)行烘干(水壓試驗后不適用)。

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