锅炉设备检修常见问题学位论文

1、克拉玛依职业技术学院毕业论文（设计）题目：锅炉设备检修常见问题系部：机械工程系专业：热能动力设备与应用班级：热工1331学生:麦日扌L提阿布都艾尼学 号： 13040315指导老师：李 凡2016年5月1123Abstract4第一章、前言5第二章、锅炉水冷壁结构及高温腐蚀的原因 62.1锅炉水冷壁62.2水冷壁分类 62.2.1光管式水冷壁62.1.2膜式水冷壁 72.2材料72.3作用82.4锅炉水冷壁高温腐蚀原因 8第三章、锅炉水冷壁高温腐蚀类型及机理 93.1影响锅炉受热面积灰的因素 93.2硫化物型高温腐蚀的机理93.3硫酸盐型高温腐蚀的机理 103.4氯化物型高温腐蚀机理 10第四

2、章、锅炉水冷壁高温腐蚀的应对措施 114.1选用含硫量低的燃煤，并严格控制煤粉的粒度 114.2控制供水品质114.3更换水冷壁管材质，采用渗铝管防腐蚀技术 114.4使用高温喷涂防腐防磨技术，在表面涂防蚀防蚀合金等物质 114.5改造锅炉燃烧设备 124.6加强对操作人员的培养，提高安全运行意识 12结束语13致 谢14参考文献15随着电力体制改革的不断推进，推动着锅炉设备检修策略的调整，有效提高 设备可靠性，减少检修成本成为当前电力企业的首要工作目标。设备检修是根据先 进的诊断技术来预知设备的故障，在故障发生前合理安排检修计划，这样就有效克 服了设备过修或失修现象的发生，锅炉设备的安全性。

3、有助于提高企业综合竞争能 力。本文分析了锅炉设备的常见故障，阐述了锅炉运行的保障措施及其检修技术。 关键词：锅炉设备检修AbstractBoiler heati ng surface corrosi on problem has long bee n a lead ing cause of thermal power unit forced outage at home and abroad.Ch in as thermal power accide nt statistics show that power pla nt boiler heat ing surface tube explos

4、i on due to corrosi on leakage accounted for about 70% of all accidents of the boiler, superheater, reheater accounted for about 35%. And with the in crease of old un its serv ing time and new un its for the improveme nt of yield and parameters, this kind of accide nt and the trend of rising year by

5、 year, are the main factors in flue ncing the safe supply. This paper an alyzes the causes and characteristics of high temperature corrosi on of boiler, some boiler high temperature corrosi on preve ntio n measures are put forward, in order to help to the safe and econo mic operati on of boilers.Key

6、 words: Power plant boiler； Heating surface corrosion Preventive measures第一章前言电力生产是国民经济发展的强大动力，而火力发电占据了电力生产的重要部 分。锅炉作为火力发电厂的三大机组之一，其安全性和稳定性对电力生产的影响极 大。电站锅炉中的“四管”，即过热器管、再热器管、省煤器管和水冷壁管，由于 积灰、腐蚀及磨损泄露爆管而引起的事故也是电厂生产中的主要隐患之一。特别是 水冷壁管，由于数量多、面积大，在燃用高硫质煤时，可能受到严重的高温腐蚀而 影响机组的安全运行。据1992年火电设备事故统计数据，当年锅炉事故占全部发 电事

7、故的35.3%，而锅炉四管爆管事故占到了全部锅炉事故的64.2%，其中水冷壁的占27.8%。近年来，随着锅炉向大容量高参数方向的发展，锅炉水冷壁温度相应提高，锅 炉水冷壁高温腐蚀现象越来越多，对锅炉机组的安全经济运行构成了严重的威胁。 因此研究高温腐蚀的机理和类型，分析高温腐蚀的原因，寻找预防和解决锅炉水冷 壁高温腐蚀情况的对策是一项刻不容缓的任务。随着电站锅炉燃煤总体品位的下降和运行条件不断的变化，锅炉受热面产生了 磨损、积灰、结渣、腐蚀等一系列问题。目前对设备构成危害较大的有结渣、高温 腐蚀和低温受热面的磨损。许多机组都不同程度地存在着高温腐蚀现象，并因高温 腐蚀发生爆管事故。爆管事故的不

8、断发生严重影响了锅炉机组的安全稳定运行，使 设备检修工作和检修费用大大增加，有时甚至造成设备的严重损坏和人员伤亡。因 此本文将对高温腐蚀形成的机理、原因和如何防范进行探讨。通过查看了大港发电 厂二期工程两台2X 328.5MW燃煤机组锅炉（意大利 FRANCO.TOS锅炉厂按美国CE 技术许可证制造的亚临界控制循环锅炉）以及300MWfe站锅炉（采用美国CE公司的引进技术制造，为亚临界压力一次中间再热自然循环锅炉），发现高温腐蚀现 象在贫煤锅炉上较为常见，其腐蚀速度有的高达2.5mm/a以上，且多发生在燃烧器区域附近。第二章 锅炉水冷壁结构及高温腐蚀的原因2.1锅炉水冷壁水冷壁是锅炉的主要受热

9、部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周。 它的内部为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛的火焰的热量。,保40敷设在锅炉炉膛内壁、由许多并联管子组成的蒸发受热面。水冷壁的作用是吸 收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度 护炉墙。在大容量锅炉中，炉内火焰温度很高，热辐射的强度很大。锅炉中有 50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数小容量锅炉外，现代的水管锅炉均以 水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。2.2水冷壁分类2.2.1光管式水冷壁由一般的锅炉钢管组成。管子排列越密对炉墙保护效果越好。炉墙广泛采用轻 质耐火材料和保温材料。这些材料可以砌成炉墙，也可敷设在水

10、冷壁上成为敷管式炉墙以便于安装耐火码礙溟砖抹面 /图2-1光管式水冷壁2.1.2膜式水冷壁膜式水冷壁有两种形式，一种是用轧制成型的鳍片管焊成，另一种是在广管之 间焊扁钢而形成。主要优点： 膜式水冷壁将炉膛严密地包围起来，充分地保护着炉墙，因而 炉墙只需敷上保温材料及密圭寸涂料，而不用耐火材料，所以 ，简化了炉墙结构，减 轻了锅炉总重量；炉膛气密性好，漏风少，减少了排烟热损失，提高了锅炉热效 率；易于制成水冷壁的大组合件，因此，安装快速方便1-1略忙机址的工作过黑承盘r + i* 审悅f*忻豪】5-6A轉式W-直卜超於刃；iJ-BTa； 14-析K机；16n-WHi I14-BlltiRlli

11、2ft JI廉事图2-2膜式水冷壁结构2.2材料一般用碳素钢。锅炉压力在14兆帕以上时也有部分用合金钢的。管子外径： 自然循环锅炉一般用5183毫米；多次强制循环锅炉和直流锅炉一般用 2260毫 米。直流锅炉的水冷壁不像自然循环锅炉那样一定是直立式的，也可以是水平围绕 或其他形式的。参数高时，尤其在直流锅炉中，为了在炉膛高热负荷区防止传热恶 化,常采用内螺纹管或在管内装设扰流子。2.3作用(1) 水冷壁是吸收燃料室火焰的高温辐射热，使进入水冷壁的水蒸发成饱和蒸 汽。(2) 保护炉墙。水冷壁是四周敷设，隔开燃烧室与炉墙、防止炉墙被烧坏，同时 防止炉墙结焦以及焦渣对炉墙的危害。(3) 简化炉墙结构

12、，便于安装。2.4锅炉水冷壁高温腐蚀原因水冷壁高温腐蚀的原因非常复杂。总体来说，与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量 及烟气与灰分颗粒的冲蚀等有关。有研究认为，影响水冷壁高温腐蚀的最主要因素 是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。参与高温腐蚀的主要是燃烧中产生的SO2SO3 H2S HCI、碱金属盐及钒盐等，是多种化学物在各温度下对管壁共同进行的 复杂的动态腐蚀过程。要确定大型锅炉炉内水冷壁是否发生了高温腐蚀，可以通过 壁厚检查及运行时的壁面气氛试验来确定。第三章锅炉水冷壁高温腐蚀类型及机理高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，其通常发生在锅炉水冷壁、过热器及再 热器区域，以水冷壁区域最为常见。水冷壁区域的高

13、温腐蚀通常集中在燃烧器附近。 当水冷壁上有一定的结垢物，并且处在还原性气氛中，管壁温度相当高时，就会发 生水冷壁管外腐蚀。在燃煤锅炉中，主要有三种高温腐蚀类型：硫酸盐型、氯化物 型及硫化物型，还有由还原性气氛引起的高温腐蚀。水冷壁高温腐蚀通常是这几种 腐蚀类型复合作用的结果。3.1影响锅炉受热面积灰的因素受热面温度的影响，当受热面温度太低时，烟气中的水蒸气或硫酸蒸汽在受 热面上发生凝结，将会使飞灰粘在受热面上。烟气流速的影响；如果烟气流速过低，很容易发生受热面堵灰，但流速过高，受热面磨损严重。飞灰颗粒大小的影响：飞 灰颗粒越小，则相对表面积越大，也就越容易被吸附到金属表面上。气流工况和管 子排

14、列方式的影响：当速度增加，错列管束气流扰动大，管子上的松散积灰易被吹 走，错列管子纵向节距越小，气流扰动大，气流冲刷作用越强，管子积灰也就越少， 相反，顺列管束中，除第一排管子外，均会发生严重积灰。3.2硫化物型高温腐蚀的机理当水冷管壁附近氧量较低，并存在H,S气体时，就会发生硫化物腐蚀。一般燃 煤中夹杂了黄铁矿石，在燃烧过程中，黄铁矿会随灰粒和未燃尽的煤粉一起冲刷管 壁,破坏其表面的保护膜并黏结在管壁上，经火焰加热分解：FeS-FeS+S(3-1)此外,当管壁附近存在H:S和S02时也可能生成S:HS+SO2H0 +3S(3-2)在还原性气氛中,由于缺氧,硫可单独存在,当管壁温度达N35o

15、C时,硫与金属 铁会发生反应：(3-3)Fe+S+FeS所产生的硫化亚铁会缓慢氧化：3FeS+5(0-Fe 3Q+3SO(3-4)生成比较松散容易脱落的Fe,0 ,使管壁表面难以形成致密牢固的保护膜，容易 受到再次腐蚀。3.3硫酸盐型高温腐蚀的机理水冷壁在正常情况下表面会形成一层由极细灰粒与铁锈组成的保护膜。在火焰 高温作用下燃料灰渣中的钠盐和钾盐会分解生成金属氧化物M,0 (M代表Na、K)并凝结在管壁上。如果周围烟气中含有 SO ,则会反应生成硫酸盐MSO并黏结在管壁 表面成釉瓷状渣膜，与管子表面的氧化铁反应生成焦性硫酸盐。随着硫酸盐层增厚，热阻增大,表面温度升高，硫酸盐分解放出SO,所放

16、出的SO及烟气中的SO会通过 疏松的渣层向内扩散，发生如下反应：3MSQ+F62Q+3SO-2MFe(SO) 3(3-5)随着管壁表面的Fe O铁锈层被破坏，而M Fe(SO )在高温条件下就会熔化分 解,进一步的氧化会使金属耗损。此时铁的腐蚀为MFe(SO4)3 一 FeO+3SO+3MSO(3-6)由此产生了循环效果的腐蚀。3.4氯化物型高温腐蚀机理这类腐蚀主要是由于HCI气体对锅炉水冷壁管的作用，根源在于燃煤中的NaCI 等含氯化合物。在炉膛的高温环境下，熔点较低的NaCl很快蒸发形成NaCl蒸气，并易于与H2O SO2 SO3反应，生成Na2SO及HCl气体。在水冷壁上凝结的 NaCl

17、 在继续硫酸盐化的同时还生产 HCI使得沉积层中HCI浓度远大于烟气中的HCI浓度， 使得Fe2O3氧化物保护膜被破坏，这种破坏在 H2和CO等还原性气体存在的环境下 更严重。第四章 锅炉水冷壁高温腐蚀的应对措施由于水冷壁高温腐蚀最主要的因素是其附近的烟气成分及管壁温度，一方面需 要防止热力系统的腐蚀，另一方面要设法抑制腐蚀物质的产生，防止腐蚀条件形成 例如，降低燃煤中的含硫量及设法抑制水冷壁壁面区域还原性气氛的产生等，都对 预防和降低水冷壁高温腐蚀有一定的效果。4.1选用含硫量低的燃煤，并严格控制煤粉的粒度选用含硫量低的燃煤对于缓解水冷壁腐蚀非常有效，但在我国的可行性较差。 当煤粉颗粒较大时

18、，容易造成未燃烧颗粒对水冷壁的冲刷及贴壁燃烧，使得水冷壁 磨损，并在壁面附近形成还原性气氛，从而引起高温腐蚀。若严格控制煤粉粒度， 可在一定程度上减缓高温腐蚀的发生。4.2控制供水品质保障锅炉有较好的供水品质可以有效避免管内结垢、减少热阻，从而防止水冷 壁管壁温度过高，以预防高温腐蚀的发生。4.3更换水冷壁管材质，采用渗铝管防腐蚀技术渗铝管可以抗高温腐蚀，还能抗高温氧化及耐烟气中飞灰的冲刷磨损。在很多 电厂的使用实践证明，渗铝管确实能够减缓高温腐蚀，延长水冷壁管的安全运行寿 命。国内外应用较多的是20号碳钢渗铝管。4.4使用高温喷涂防腐防磨技术，在表面涂防蚀防蚀合金等物质在水冷壁易发生腐蚀的区

19、域喷刷防蚀涂料、喷涂防蚀耐磨合金，可有效预防水 冷壁高温腐蚀。国内早已广泛采用的铁铬铝合金丝及高铬镍合金丝的技术水平及成 本都完全能满足预防水冷壁高温腐蚀的需要。4.5改造锅炉燃烧设备这是普遍采用的一项措施，主要是通过改善锅炉燃烧的空气动力学工况，以使 炉内煤尽快着火并完全燃烧，以避免在水冷壁附近形成还原性气氛及减少未燃颗粒 直接冲刷水冷壁。在不堵管的前提下，尽量降低一次风压并提高二次风压可以做到 这一点，目前比较成熟的技术有浓淡风燃烧技术、多切圆燃烧技术等。4.6加强对操作人员的培养，提高安全运行意识客观因素如锅炉长时间的超负荷运行所引发的高温腐蚀等不受人为控制，而主 观因素则是人为造成的，

20、并且可以控制的。通过加强对锅炉操作运行人员的职业技 能及职业素养的培养，可以有效提高他们对高温腐蚀问题的认识，从而很好的避免 由于操作不当等人为因素造成的高温腐蚀，可以有效提高锅炉运行的安全性及经济 性。水冷壁高温腐蚀是电厂锅炉运行中普遍存在的一个问题，严重影响锅炉的安全 运行。要解决这个问题，必须认真分析锅炉具体的腐蚀类型及原因机理等，采取主 动预防措施，并不断研究新技术，发展新材料，以适应生产发展需要。但无论采用 哪种方法与技术，都必须进行经济技术可行性分析，以保障电厂锅炉的安全经济运 行，推动电厂更好的发展。16结束语意外的爆管使电厂投入了大量的人力、物力和维修费用，防患于未然才是最好

21、的办法。清楚了水冷壁管高温腐蚀产生的原因，就可以采用有效的方法来防范，常 用的方法有两种，即非表面防护方法和表面防护方法。非表面防护法有：1.采用低氧燃烧技术；2.确保水质；3.合理配风；4.避免出现受热面壁温局部过热；5.加添加剂；6.控制合理的炉膛出口烟温；7.对受热面的设计布置合理，以避开高烟温区和高壁温区的出现；8.对已腐蚀区加炉衬防护。对受腐蚀的构件表面覆盖耐腐蚀的隔离层，是最直接有效的防腐措施，属于高 温腐蚀的表面防护方法，主要有：1. 涂刷法：涂刷的涂层塑性、热膨胀性等不能适应锅炉内环境及脱硫装置，使 用中易产生脱层，不利于实际应用。2. 电镀、热渗镀；镀层的覆盖性、结合度较好，但受工件