关于锅炉检验中若干问题的探讨
摘 要: 随着社会工业化的发展，锅炉拥有量的增加,尤其小型锅炉在各行业中的广泛使用,由于管理以及人员素质等方面的原因,锅炉检查孔(手孔或人孔) 在运行中严重泄漏,甚至喷出大量水汽,由此而引发被迫停炉的事故时有发生,造成经济损失或人员受伤。现就某一染整厂锅炉在检验中发现的缺陷进行分析，结合本人的多年实践谈一点粗浅看法。
关键词: 锅炉;检验;腐蚀;裂纹; 缺陷
锅炉由于其本身工作条件恶劣, 运行中容易发生局部腐蚀、过热变形、渗透漏、磨损、拉撑断裂、金属蠕变、石墨化等问题。笔者从事锅炉检验多年, 常见到锅炉受压元件中存在磨损问题, 为了及时发现和消除隐患, 确保锅炉的安全运行, 现对锅炉常见的磨损缺陷进行分析, 进而提出相应的防治措施。
1 锅炉概况
某染整厂1 #炉系武汉天元锅炉厂制造的WCG35-2.5-M1型, 1994年5月制造, 1995年1月投入运行。锅炉的主要参数为:额定蒸发量为35 t/h,设计工作压力为2.5Mpa,蒸汽出口温度为400 ℃,燃料为烟煤,燃烧方式为流化床。
2 缺陷分析
2. 1 汽包腐蚀
汽包与省煤器、过热器、水冷壁、下降管相连相通,结构复杂,不仅是保持水冷壁汽水混合物流动所需压力的平衡容器,也是加热、蒸发、过热三个过程的中心枢纽,因而检验时对焊缝、裂纹、表面麻点、腐蚀程度等方面要求严格。在对汽包进行内部检验时发现,汽包内壁水位线附近部位有麻点腐蚀,直径约8～10 mm,深约1～2 mm。如图1 所示。该汽包表面腐蚀属明显的氧腐蚀特征。在给水系统中最易发生氧腐蚀的部位是给水管道和省煤器,当给水溶解氧含量较高或除氧器运行不正常时,有可能造成汽包发生氧腐蚀。氧腐蚀是由于氧的去极化作用而造成的局部腐蚀,是最常见也是发生最为普遍的一种腐蚀,其属于电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池,铁作为阳极在反应中腐蚀消耗。因此,在运行过程中应该严格控制水质,定时检查给水溶解氧含量,确保除氧器工作正常,保证给水质量。
图1 汽包腐蚀
2. 2 减温器管孔裂纹
面式减温器作为调节蒸汽温度的主要元件,其工作温度较高,且温度变化比较频繁。在进行内部检验时,发现锅炉右侧面式减温器内壁与过热器管的接头管孔内壁,有多处放射状裂纹。如图2所示。在锅炉启停或是快速调负荷过程中,面式减温器的受压元件在较短的时间内承受较大的温度、压力变化,产生热应力变化也较大。由于减温水调节阀调节较为滞后,加之减温水调节和主上水调节相互干扰,使得减温水调节不能及时地对锅炉蒸汽温度调节,可能造成蒸汽受热面侧表面产生水滴凝结,从而滴到减温器下部过热器与减温器的接头管孔上,使得受热面材质骤然收缩,产生较大的热应力而造成裂纹。因此,运行过程中应对锅炉减温水调节阀进行调校,克服其滞后性,同时应严格执行开、停炉操作规程,避免快速负荷变动,确保锅炉长周期稳定运行。
图2 减温器管孔裂纹
2. 3 省煤器管孔裂纹
再循环管处于汽包下部与省煤器进口集箱之间,使省煤器管在锅炉启动后停止进水时不至过热烧坏而得到了保护。在进行内部检验时发现,省煤器进口集箱再循环管口内壁出现放射状裂纹,长度沿管孔纵向最长达30～40 mm,深度沿管孔径向4 mm左右。如图3所示。当锅炉正常运行时,若再循环阀门未关严或泄漏,锅炉内的高温高压水汽可能会经泄漏的再循环阀进入省煤器,在省煤器再循环管口处直接与锅炉给水相接触。与经省煤器加热的给水比较起来,泄入的水汽温度高,与省煤器内壁温差较大,容易在省煤器内壁再循环管孔四周的金属产生较大的交变热应力,时间长了金属就会发生疲劳,导致再循环孔产生辐射状的疲劳裂纹。因此,在启炉后投入正常运行时,一定要检查再循环系统是否有泄漏,再循环阀是否关严,确保再循环系统的安全可靠运行。
图3 省煤器管孔裂纹
2. 4 防焦箱封头裂纹
在对炉膛进行检验时,发现左侧后防焦箱平封头边缘受火侧出现多条裂纹,裂纹沿封头边缘纵向分布,以封头中心为圆心,呈辐射状,最长一条约16. 5 mm,深度约6 mm。如图4所示。防焦箱处于炉膛底部,直接受火焰加热,锅炉在运行过程时的工作压力使平封头突变处相互约束,产生应力集中。同时火焰对平封头受火侧沿圆周方向的辐射强度随圆周受辐射角度不同而变化,所以形成沿圆周方向的温度变化较大,温度沿圆周方向分布不均,直接受火焰加热的部分将产生不均匀的塑性变形,应力集中处,由于变形时的拘束应力将会产生微裂纹,且运行中频繁启停炉,使裂纹交替受热与冷却,这些因素的综合作用将加速裂纹的扩展最后形成。可见平封头的几何形状突变和频繁停炉是产生裂纹的主要原因。因此防焦箱最好改用球形封头,并且控制启停炉的速度,负荷尽量减少剧烈波动。
图4 平封头裂纹
2. 5 过热器管排结焦
在对锅炉过热器管排进行宏观检查时,发现高、低过热器管结焦较严重。如图5所示。通过了解锅炉运行情况后,发现进厂煤质较杂,当遇到低灰融点煤种时,极易在炉膛内部形成结焦现象,造成炉膛吸热量减少,导致炉膛出口烟温偏高。同时燃料和烟气在炉内的停留时间过短,燃料未能完全燃烧,也会导致炉膛出口烟温偏高,造成炉膛出口过热器结渣。锅炉原有的吹灰器一直没有正常投用,造成高过、低过管子上的结渣积灰无法清除,影响传热,导致排烟温度升高,管排各处的温度偏高,进一步恶化传热,最终诱发结焦。因此,应做好进厂煤质的严格管理,严禁劣质煤入厂,运行中合理配风,保证煤粉充分燃烧,及时投用吹灰器,检修时及时清理灰渣。
图5 过热器管排结焦
3 结论
锅炉缺陷产生的原因很多也很复杂,以上所能论述的只是在该厂检验时发现的一些典型缺陷,并对缺陷的原因进行了分析,提供了解决方案。由于锅炉的重要性及危险性,平时在锅炉运行、检验过程中应加强重视,面对不断出现的新情况,应采取合理措施,吸取经验,将锅炉发生危险的机率降至最低,保证锅炉的安全经济运行。
