近些年,因為鍋爐安全管控不到位而造成的事故屢有發生,給電廠的財產及人員的生命造成極大威脅。

鍋爐四管泄漏原因分析及處理

2020年1月6日,,山東某電廠3號機組680MW燃煤發電機組發生MFT事故。

2020年03月19日,內蒙古某電廠發生鍋爐事故,空預器主電機跳閘,輔助電機聯啟后瞬間跳閘,鍋爐發空預器跳閘信號(空預器電機就地檢查發堵轉報警信號),兩臺引風機聯鎖跳閘,觸發MFT、BT保護動作(見附圖二),給煤系統、二次風機、流化風機、一次風機全部跳閘,鍋爐停爐。

2020年7月1日,印度泰米爾納德邦的一家熱力發電廠發生鍋爐爆炸,造成至少6名工人死亡,以及另外17人受傷,其中11人傷勢嚴重。

分析電廠鍋爐的泄漏原因,制定有針對性的應對預案,防止鍋爐“四管”泄漏,對于提高企業的經濟效益、樹立企業形象、增大企業的競爭力,具有十分重大的意義。

一、鍋爐四管泄漏原因分析

1 磨損是鍋爐"四管"泄漏的主要原因之一

磨損的機理:煤粉爐的煙氣帶有大量飛灰粒子,這些飛灰粒子都有一定的動能,當煙氣沖刷受熱面時,飛灰粒子就不斷的沖刷管壁,每次都從管子上削去極其微小的金屬屑,久而久之,就會使管壁變薄,這就是磨損。

影響受熱面磨損的因素很多,主要有以下幾個方面:

①飛灰速度:磨損量和飛灰速度的三次方成正比,煙氣流速每增加一倍,磨損量要增加7倍。

②飛灰濃度:飛灰濃度增大,飛灰沖擊次數增多,使磨損加劇。

③灰粒特性:灰粒越粗,越硬,磨損越嚴重。飛灰中含碳量增加,也會使磨損加劇,因為灰中焦碳的硬度比灰粒要高。

④飛灰撞擊率:飛灰顆粒大、比重大、煙氣流速快、煙氣粘度小,則飛灰的撞擊機會就多,磨損就嚴重。

2 高溫腐蝕也是鍋爐“四管”泄漏的重要原因

高溫腐蝕主要發生在爐膛水冷壁區域,腐蝕部位通常在燃燒器上下,一次風集中布置的電廠比較嚴重,水冷壁向火側管子較為嚴重。水冷壁高溫腐蝕主要是由于在管子表面形成了熔融的積灰層,局部高濃度的H2S對腐蝕有很大影響。鍋爐缺氧燃燒,主燃燒區形成強還原性氣氛,HCL加劇對氧化膜的破壞,爐膛動力場不好,爐內氣流切圓直徑過大,導致氣流貼壁現象嚴重。這些都是導致水冷壁高溫腐蝕爆管的原因。

3 水循環不順暢引發運行問題

在電廠鍋爐中,造成四管泄漏問題的常見問題之一即為水循環不順暢。究其根本原因,這主要是因為電廠長時間停留在低負荷,因此產生水循環不順暢。很多原因都會導致電廠低負荷,這主要由經濟發展狀況決定。與此同時,在我國的北方地區,由于水結冰的時期比較長,這樣也會造成水冷壁時常產生不順暢。因為水循環不順暢具有非常細微的現象,所以在現實設備的檢修過程中發現起來也非常困難,所以,此問題會在很大程度上導致鍋爐的運行發生問題。

4 由檢修人員檢修不當帶來的機械損傷

在檢修過程中,由于維修人員的疏忽或使用維修工具不當致使金屬表面受傷,強度降低使設備不能承受介質的壓力而產生爆管;檢修中鋸割管道時不小心時傷到其他管子而沒有被及時發現,或者沒有及時處理;焊接管子也沒有嚴格按照焊接工藝操作規程進行或熱處理沒有處理好都屬于機械損傷。只要維修人員認真負責和檢修時做好監督,對損傷的管子及時處理,這類泄漏是完全可以避免的。

5 鍋爐設計不科學

電廠鍋爐設計不科學是造成鍋爐水冷壁滲漏的關鍵原因,這是因為在巨大的壓力作用下,水冷壁的焊接處因為無法承受巨大壓力而極易造成泄露。在通常狀況下,產生此現象的根本原因即為鍋爐設計不科學,對冷水壁管路的具體重量并未給予充分重

電廠鍋爐泄漏的預防措施

1、鍋爐水冷壁泄漏的預防措施

① 保護好受熱面。要注意保持鍋爐受熱面狀態,使其在鍋爐表面清潔的基礎上形成良好的保護膜,注意防止受熱面在安裝使用的時候受到的腐蝕以及金屬氧化物在其表面的沉積,在表面不干凈的情況下,要進行化學清洗。

② 加強水循環處理。針對水循環不暢引發的泄露問題,降低其發生次數,電廠有設專人負責檢查,而在酸洗除垢時要嚴格控溫在規定范圍內,溫度過高會使水循環中的保護膜破除,以致泄漏發生。

③ 控制啟動、停止次數和頻度。選擇壽命長的設備,設定適當的檢修周期,減少啟停次數,有利于水冷壁焊接部位所受摩擦力的減少。

④ 分析數據、做出預防。利用鍋爐防磨防爆系統,根據以往的檢修數據進行大數據分析,預測減薄補位,為后期檢查給出重點預案。

2、鍋爐過熱器、再熱器泄漏的預防

① 超溫爆管的預防。預防措施主要有爐膛承壓不能過大,以避免漏風;管內蒸汽溫度要適時調節;保證爐膛高度,注意燃燒配風和內外風的旋轉強度,以預防火焰中心上移;使用優質燃煤并注意及時清除積灰和煤焦。此外,鍋爐不能長時間超負荷運行,使用管材也要符合質量要求。

② 高溫腐蝕的預防。控制管壁溫度是處理高溫腐蝕最行之有效的辦法,這樣做雖然不能完全防止高溫腐蝕,但可以減輕腐蝕程度,延長管的使用壽命。

③ 在檢修、安裝工作中做好預防。保證過熱器的制造、安裝以及檢修質量、焊接質量,在運行中應密切監視過熱器的運行情況,一旦發生異常應及時調節和處理,保證過熱器的正常運行。

3、鍋爐省煤器泄漏的預防

為了使省煤器可以直接防磨,可采取的措施通常有:單根管上裝置鋼條或護瓦、彎頭裝護瓦、整組管子裝設護簾等。降低煙氣流速和省煤器直接防磨這兩種防止爆漏措施主要是從設計、結構和工藝上進行防治。

三維可視化鍋爐防磨防爆系統

在正確找到鍋爐事故發生原因和預防措施后,也要有合適的輔助工具進行協助工作,使鍋爐防磨防爆工作事半功倍。云科科技的“鍋爐可視化防磨防爆系統”,能夠在檢修管理、數據監控與定向分析、三維展示等方面為鍋爐防爆工作提供強大的支持。

1、檢修管理。系統內的檢修管理功能是鍋爐檢修的管過程管理模塊,包含:檢修項目管理、檢修文件歸檔、處理記錄管理、膨脹指示管理、泄爆記錄管理、以及重點位置劣化分析等功能。

2、數據監控與定向分析。鍋爐受熱面的腐蝕減薄受到鍋爐本體運行狀態、吹灰器運行狀態、化水質量、煤質變化等多方面的影響。數據監督管理模塊用于收集匯總其他平臺上的相關數據,并進行實時的監控、分析與報警。其中主要包括金屬壁溫數據、運行調整數據、吹灰監督數據、化水監督數據、煤質監督數據等。功能層面包含:金屬壁溫監督、運行數據分析、吹灰統計分析、化水統計分析等功能模塊。

3、可視化展示。三維可視化模塊以一個高精度的三維模型為核心,模型范圍涵蓋鍋爐四管、各級連接管道、各級進出口集箱、分離器、給水管道以及主再熱蒸汽管道等設備。通過三維模型可直觀查看鍋爐結構、材質分布、焊口位置等基礎物理結構信息。在三維模型的基礎上,三維可視化管理模塊實現了與受熱面的基礎臺帳信息、檢修記錄信息、維護處理信息、泄爆事故信息、金屬壁溫監督信息、劣化分析信息等數據的互通互聯。通過受熱面,可快速實現如圖所示相關信息的快速查詢。

鍋爐問題是電廠關心的重點問題,可靠的鍋爐管理系統讓鍋爐檢修管理工作更高效、更智慧、更安全。

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