關于鍋爐檢驗中若干問題的探討
摘 要: 隨著社會工業(yè)化的發(fā)展，鍋爐擁有量的增加,尤其小型鍋爐在各行業(yè)中的廣泛使用,由于管理以及人員素質等方面的原因,鍋爐檢查孔(手孔或人孔) 在運行中嚴重泄漏,甚至噴出大量水汽,由此而引發(fā)被迫停爐的事故時有發(fā)生,造成經濟損失或人員受傷。現就某一染整廠鍋爐在檢驗中發(fā)現的缺陷進行分析，結合本人的多年實踐談一點粗淺看法。
關鍵詞: 鍋爐;檢驗;腐蝕;裂紋; 缺陷
鍋爐由于其本身工作條件惡劣, 運行中容易發(fā)生局部腐蝕、過熱變形、滲透漏、磨損、拉撐斷裂、金屬蠕變、石墨化等問題。筆者從事鍋爐檢驗多年, 常見到鍋爐受壓元件中存在磨損問題, 為了及時發(fā)現和消除隱患, 確保鍋爐的安全運行, 現對鍋爐常見的磨損缺陷進行分析, 進而提出相應的防治措施。
1 鍋爐概況
某染整廠1 #爐系武漢天元鍋爐廠制造的WCG35-2.5-M1型, 1994年5月制造, 1995年1月投入運行。鍋爐的主要參數為:額定蒸發(fā)量為35 t/h,設計工作壓力為2.5Mpa,蒸汽出口溫度為400 ℃,燃料為煙煤,燃燒方式為流化床。
2 缺陷分析
2. 1 汽包腐蝕
汽包與省煤器、過熱器、水冷壁、下降管相連相通,結構復雜,不僅是保持水冷壁汽水混合物流動所需壓力的平衡容器,也是加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的中心樞紐,因而檢驗時對焊縫、裂紋、表面麻點、腐蝕程度等方面要求嚴格。在對汽包進行內部檢驗時發(fā)現,汽包內壁水位線附近部位有麻點腐蝕,直徑約8～10 mm,深約1～2 mm。如圖1 所示。該汽包表面腐蝕屬明顯的氧腐蝕特征。在給水系統(tǒng)中最易發(fā)生氧腐蝕的部位是給水管道和省煤器,當給水溶解氧含量較高或除氧器運行不正常時,有可能造成汽包發(fā)生氧腐蝕。氧腐蝕是由于氧的去極化作用而造成的局部腐蝕,是最常見也是發(fā)生最為普遍的一種腐蝕,其屬于電化學腐蝕,鐵和氧形成兩個電極,組成腐蝕原電池,鐵作為陽極在反應中腐蝕消耗。因此,在運行過程中應該嚴格控制水質,定時檢查給水溶解氧含量,確保除氧器工作正常,保證給水質量。
圖1 汽包腐蝕
2. 2 減溫器管孔裂紋
面式減溫器作為調節(jié)蒸汽溫度的主要元件,其工作溫度較高,且溫度變化比較頻繁。在進行內部檢驗時,發(fā)現鍋爐右側面式減溫器內壁與過熱器管的接頭管孔內壁,有多處放射狀裂紋。如圖2所示。在鍋爐啟�；蚴强焖僬{負荷過程中,面式減溫器的受壓元件在較短的時間內承受較大的溫度、壓力變化,產生熱應力變化也較大。由于減溫水調節(jié)閥調節(jié)較為滯后,加之減溫水調節(jié)和主上水調節(jié)相互干擾,使得減溫水調節(jié)不能及時地對鍋爐蒸汽溫度調節(jié),可能造成蒸汽受熱面?zhèn)缺砻娈a生水滴凝結,從而滴到減溫器下部過熱器與減溫器的接頭管孔上,使得受熱面材質驟然收縮,產生較大的熱應力而造成裂紋。因此,運行過程中應對鍋爐減溫水調節(jié)閥進行調校,克服其滯后性,同時應嚴格執(zhí)行開、停爐操作規(guī)程,避免快速負荷變動,確保鍋爐長周期穩(wěn)定運行。
圖2 減溫器管孔裂紋
2. 3 省煤器管孔裂紋
再循環(huán)管處于汽包下部與省煤器進口集箱之間,使省煤器管在鍋爐啟動后停止進水時不至過熱燒壞而得到了保護。在進行內部檢驗時發(fā)現,省煤器進口集箱再循環(huán)管口內壁出現放射狀裂紋,長度沿管孔縱向最長達30～40 mm,深度沿管孔徑向4 mm左右。如圖3所示。當鍋爐正常運行時,若再循環(huán)閥門未關嚴或泄漏,鍋爐內的高溫高壓水汽可能會經泄漏的再循環(huán)閥進入省煤器,在省煤器再循環(huán)管口處直接與鍋爐給水相接觸。與經省煤器加熱的給水比較起來,泄入的水汽溫度高,與省煤器內壁溫差較大,容易在省煤器內壁再循環(huán)管孔四周的金屬產生較大的交變熱應力,時間長了金屬就會發(fā)生疲勞,導致再循環(huán)孔產生輻射狀的疲勞裂紋。因此,在啟爐后投入正常運行時,一定要檢查再循環(huán)系統(tǒng)是否有泄漏,再循環(huán)閥是否關嚴,確保再循環(huán)系統(tǒng)的安全可靠運行。
圖3 省煤器管孔裂紋
2. 4 防焦箱封頭裂紋
在對爐膛進行檢驗時,發(fā)現左側后防焦箱平封頭邊緣受火側出現多條裂紋,裂紋沿封頭邊緣縱向分布,以封頭中心為圓心,呈輻射狀,最長一條約16. 5 mm,深度約6 mm。如圖4所示。防焦箱處于爐膛底部,直接受火焰加熱,鍋爐在運行過程時的工作壓力使平封頭突變處相互約束,產生應力集中。同時火焰對平封頭受火側沿圓周方向的輻射強度隨圓周受輻射角度不同而變化,所以形成沿圓周方向的溫度變化較大,溫度沿圓周方向分布不均,直接受火焰加熱的部分將產生不均勻的塑性變形,應力集中處,由于變形時的拘束應力將會產生微裂紋,且運行中頻繁啟停爐,使裂紋交替受熱與冷卻,這些因素的綜合作用將加速裂紋的擴展最后形成。可見平封頭的幾何形狀突變和頻繁停爐是產生裂紋的主要原因。因此防焦箱最好改用球形封頭,并且控制啟停爐的速度,負荷盡量減少劇烈波動。
圖4 平封頭裂紋
2. 5 過熱器管排結焦
在對鍋爐過熱器管排進行宏觀檢查時,發(fā)現高、低過熱器管結焦較嚴重。如圖5所示。通過了解鍋爐運行情況后,發(fā)現進廠煤質較雜,當遇到低灰融點煤種時,極易在爐膛內部形成結焦現象,造成爐膛吸熱量減少,導致爐膛出口煙溫偏高。同時燃料和煙氣在爐內的停留時間過短,燃料未能完全燃燒,也會導致爐膛出口煙溫偏高,造成爐膛出口過熱器結渣。鍋爐原有的吹灰器一直沒有正常投用,造成高過、低過管子上的結渣積灰無法清除,影響傳熱,導致排煙溫度升高,管排各處的溫度偏高,進一步惡化傳熱,最終誘發(fā)結焦。因此,應做好進廠煤質的嚴格管理,嚴禁劣質煤入廠,運行中合理配風,保證煤粉充分燃燒,及時投用吹灰器,檢修時及時清理灰渣。
圖5 過熱器管排結焦
3 結論
鍋爐缺陷產生的原因很多也很復雜,以上所能論述的只是在該廠檢驗時發(fā)現的一些典型缺陷,并對缺陷的原因進行了分析,提供了解決方案。由于鍋爐的重要性及危險性,平時在鍋爐運行、檢驗過程中應加強重視,面對不斷出現的新情況,應采取合理措施,吸取經驗,將鍋爐發(fā)生危險的機率降至最低,保證鍋爐的安全經濟運行。
