浅析省煤器暴漏的原因及其维修措施

　　摘要：对省煤器暴漏的原因分析，并采取相应的预防措施

　　关键词：省煤器,磨损,腐蚀,原因,措施

　　一、电厂概况

　　河北大唐国际唐山热电公司2×300MW燃煤供热机组，采用上海锅炉厂生产的型号为SG1025/17.6-M859，亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、摆动式燃烧器四角切圆燃烧，固态排渣、露天布置、全钢结构、燃煤汽包炉，其给水由锅炉右侧单路进入省煤器进口集箱。

　　二、锅炉省煤器的作用

　　省煤器在锅炉中的主要作用:第一，吸收低温烟气的热量以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料;第二，由于给水在进入蒸汽受热面之前，先在省煤器里加热，这样就减少了水在蒸发受热面的吸热量，因此采用省煤器可取代部分蒸发受热面，也就是可以以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面;第三，提高了进入汽包的给水温度，减少了给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉中必不可少的部件。

　　三、省煤器暴漏原因分析

　　3.1磨损

　　3.1.1飞灰浓度

　　由于煤质变差，灰分增加，燃煤量也增加，造成烟气中飞灰浓度剧增，增加了省煤器的磨损。

　　3.1.2烟气流速

　　(1)烟气流通截面缩小。为避免和减缓省煤器的磨损，在省煤器局部区域加装防磨装置，如防磨扣板、防磨瓦或局部焊棒条、鳍片等。而加装防磨装置后，必然会使烟气流通截面局部减小，实际烟气流速比设计值甚至高出20%， 促使磨损增加。

　　(2)受热面布置不均。受热面布置不均易形成烟气走廊，造成局部高烟速、高磨损。

　　(3)锅炉超负荷运行。我国当前部分地区的电力紧张，促使个别电厂为完成生产任务，将锅炉长期处于超负荷状态运行。致使每小时燃煤量、烟气量增加，使烟气流速、飞灰浓度都高于设计值，因而大大加剧了磨损。

　　3.1.3省煤器结构的影响

　　在相同条件下，光管、鳍片管、膜式管束其抗磨性能依次减弱;省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻;错列布置磨损最为严重的为第二排管子，顺列布置磨损最为严重的则在第五排之后;鳍片管省煤器的鳍片越高，磨损越严重。当鳍片高度较小(h=3mm)时与光管的磨损程度较为接近。故加装小高度鳍片对防磨有利;膜式省煤器错列布置时，大管径比小管径的管子磨损要轻。

　　3.2腐蚀

　　3.2.1酸腐蚀形成机理

　　燃料中的硫分燃烧生成二氧化硫，其中一小部分还会生成三氧化硫，而三氧化硫与烟气中的水蒸气会形成硫酸蒸汽。烟气中的硫酸蒸汽在得到冷却并下降到某个温度后就会凝结成液酸，液酸与烟气中的飞灰粘合便附着在冷却点的管壁上，从而给此处的钢管造成酸腐蚀。

　　3.2.2省煤器低温腐蚀的因素

　　电厂燃用煤所含硫分较高，这是引起省煤器腐蚀的一个重要因素。燃料中硫分、水分高使燃烧生成的硫酸蒸汽份量多、浓度高。这就使得烟气中的酸汽露点(即凝结温度)相对增高，而低温段省煤器的管壁又偏低，所以酸汽极易凝结代低温省煤器管壁上，造成省煤器的腐蚀。

　　给水温度低是造成省煤器腐蚀的一个主要原因。给水温度低，使得省煤器的管壁温度下降，低于烟气中的酸汽露点时，酸汽便凝结在省煤器管壁上与飞灰粘合在一起，形成对省煤器的不断腐蚀。

　　四、省煤器的爆管解决方法

　　4.1防止磨损的措施

　　a.合理选择烟气流速和容积，降低烟气流速。风量不宜过大，炉子两侧烟气流速不能偏差过多，这样能有效地减轻磨损。

　　b.控制管壁温度，随着温度的升高，管壁表面氧化膜硬度增大。因此，随着管壁温度的升高，磨损量降低。

　　c.控制燃料，煤质灰份不能太高，适当控制煤粉细度，严格配煤比，洗中煤、原煤混合应均匀。

　　d.尽量避免超负荷运行，控制烟气走廊区的烟气流速，减小管子与后壁的间距，管间距离要尽量均衡，局部流速过高的地方应加装防磨装置，如护瓦或角铁。

　　e.使用防磨材料或者防磨涂料。

　　4.2 防止省煤器腐蚀的措施

　　低温受热面的腐蚀主要原因是烟气中有S03和受热面温度低于酸露点温度，而烟气中S03又来自燃料中所含的硫，SO3的含量和燃料中所含的硫量及燃烧条件有关，故防止和减轻低温受热面腐蚀的主要原则是：燃料脱硫、改善燃烧方式以减轻烟气中S03的含量、提高受热面壁温度之大于烟气的露点温度、采用抗腐材料作受热面等方法。

　　4.2.1 电厂中燃料脱硫的方法

　　锅炉脱硫分为燃料脱硫、炉内脱硫及排烟脱硫。燃料脱硫又称炉前脱硫，因其脱硫率仅约40%且需专业化洗煤。炉内脱硫依不同炉型有不同方法：(1)将煤粉添加一定量的脱硫剂和粘结剂制成煤块后再投入炉中脱硫，该法脱硫率为40%，广泛用于链条炉;(2)炉内喷钙是将脱硫剂粉末用高压风送人煤粉炉膛中部使之与SOX 发生反应生成CaSO4的脱硫法，其脱硫率为50%左右。自20世纪80年代中后期以来采用的以炉内喷钙与尾部活化反应相结合的联合工艺，脱硫率达80%以上，该法适用于电站煤粉炉。另外排烟脱硫法也可减轻后续烟道酸腐蚀。

　　4.2.2 锅炉设备和结构上的防腐措施

　　(1)用循环流化床燃烧技术改造我国旧煤粉炉、抛煤机房，可实施高效炉内脱硫。

　　(2)利用顺逆的空气预热器系统。

　　(3)采用空气再循环方式。增加一个再循环风机，风量调节更方便。

　　(4)利用汽机抽气来加热冷风。

　　(5)采用前置式预热器。从送风机来的冷空气先经前置式空气预热器加热后再进入主空气预热器，使之壁温高于烟气露点;提高锅炉给水温度，如前置式给水预热器，可避免省煤器因壁温低而发生低温腐蚀。

　　(6)空气预热器分段或改型。将管式空气预热器制作成上中下3组便于更换或改型为回转式，以提高抗蚀性。

　　(7)采用抗腐蚀的材料。例如，用玻璃管、内涂玻璃的钢管。渗铝管等作管式空气预热器，用陶瓷材料作回转式空气预热器冷段传热元件等。

　　(8)采用陶瓷方法。

　　(9)使用防腐涂层。目前国内外认为耐烟气低温腐蚀最好的有机涂层是含氟橡胶、酚醛树脂，无机涂层较好的材料是含铝敷料。

　　4.2.3 运行调节

　　加强对过量空气系数的监控，过量空气系数不能过高或太低。过大的空气系数会增加烟气中氧含量，促进二氧化硫及三氧化硫的生成，加剧省煤器的腐蚀;过小的空气系数又会影响煤粉的完全燃烧，增加飞灰浓度，加剧省煤器的磨损。所以，应尽量调节好燃烧配风，保持炉堂出口过量空气系数在合理范围内，同时还要做好炉门、人孔门等处的密封，防止额外漏风造成过量空气系数的升高。

　　(1)采用低氧燃烧技术。锅炉的运行经验表明，采用此技术烟气中S03的含量可减少9倍左右，烟气露点可降低几十度，煤尘量可能会增加几倍，腐蚀速度降低几倍至十几倍，排烟损失降低,提高锅炉效率。

　　(2)控制炉膛燃烧温度水平，减少SO3的生成量。如采用烟气再循环可以降低炉膛温度。

　　(3)避免和减少尾部受热面漏风。

　　(4)定期用水冲洗，蒸汽冲洗或钢珠除灰。

　　(5)及时清除对流受热面上的积灰等。若空气预热器堵灰，可用碱水或锅炉排污水冲洗，以恢复到原排烟温度，减轻腐蚀。

　　(6)尽量避免锅炉低负荷运行。虽然随着负荷的降低，锅炉的露点也随之降低。但是，负荷降低时，排烟温度也随之大幅度降低，更易造成排烟温度低于烟气的露点温度，加剧受热面金属的腐蚀。

　　五、结束语

　　省煤器暴漏给锅炉安全运行带来了严重的危害，因此在运行中应加强监视和调整，针对运行中出现的各种现象认真分析，制定出相应的技术措施，保证设备具备良好的状态，从而确保锅炉的安全运行。

　　参考文献：

　　1、樊泉桂、魏铁铮、王军合编. 火电厂锅炉设备及运行，北京：中国电力出版社

　　2、孙成武、许国柱、闰维平著. DG670/140型锅炉省煤器改造，北京：华北电力技术

　　3、范泉桂.锅炉原理.北京:中国电力出版社

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