在電廠鍋爐設備運行期間，溫度過高，很容易發生爆炸，引發安全隱患，這對于電廠的經濟效益是很不利的，為此下面文章以A電廠為例，簡要介紹了鍋爐設備的故障概況。從設計、選材、積灰，及系統性能等方面，分析了高溫過熱器的爆管原因，并針對這些原因，提出了不同的解決方案。希望能夠為電廠工作人員提供參考，進一步降低高溫過熱器爆管率，提高鍋爐運行的穩定性與連續性。

　　關鍵詞：電廠鍋爐,高溫過熱器,爆管原因

　　高溫過熱器為電廠鍋爐的主要構件，包括輻射換熱、對流換熱、復合式換熱三種形式。鍋爐運行期間，高溫過熱器需長期處于灰塵、煙氣以及火焰等惡劣環境下運行。長此以往，極容易導致器械元件積灰，導致其性能失效，進而誘發爆管。高溫過熱器爆管，不僅容易增加發電風險，且容易對鍋爐的整體性能造成影響。可見，有必要對其爆管原因及預防措施進行探討。

　　1A電廠鍋爐設備故障概況

　　A電廠為火力發電廠，位于我國國內。近年來，隨著電力用戶數量，以及用力量的不斷增多，該電廠積極進行了改革。截至到目前，該電廠的發電量，已達9007.13kW，為我國各行業的發展，提供了極大的能源支持。A電廠過熱器，包括低溫過熱器與高溫過熱器兩種。后者安裝在爐膛出口部位，與IR525型長伸縮式蒸汽吹灰器相連。吹灰蒸汽參數，為1.1MPa，效率平均為92%。

　　2017年1月，A電廠高負荷運行期間，曾發生一起高溫過熱器爆管故障。爆管后，工作人員立即停爐。給予清灰后再次啟動，4天后再次爆管，故繼續給予停爐處理。該事件為A電廠所造成的損失，高達1514.4萬元。為減少損失，確保用戶能夠穩定用電。該電廠決定深入分析高溫過熱器爆管的原因，并給予預防。

　　2電廠鍋爐設備中高溫過熱器爆管的原因

　　2.1高溫過熱器設計不合理

　　A電廠高溫過熱器管束共69排，管束間隙為65.39mm。上述設計方法，有效增加了過熱器的受熱面積，改善了鍋爐的吸熱效果。但如過熱器長期處于超高溫的狀態下運行，則極容易爆管[1]。除此之外，管束間隙小，同樣容易增加清灰難度，導致灰塵長期積累，增加爆管的風險[2]。A電廠高溫過熱器，位于爐膛出口部位。在高溫煙氣的長期作用下，爆管故障的發生風險，同樣會明顯增加。

　　2.2高溫過熱器材料質量低

　　高溫過熱器材質選擇不當，同樣容易增加爆管的風險。通常情況下，電廠高溫過熱器的材質，均為20g鋼材。該類材質的過熱器，所能夠承受的溫度，處于450℃范圍內。長期使用，極容易因超溫而發生爆管[3]。另外，過熱器長期使用期間，受積灰問題的影響，過熱器的散熱效果，會逐漸下降。因此，管束溫度指標，同樣會明顯提升，導致爆管問題發生。A電廠故障發生后，經檢查發現，高溫過熱器管束已明顯石墨化。表明，爆管故障與過熱器材質不良不無聯系。

　　2.3高溫過熱器積灰嚴重

　　高溫過熱器長期使用期間，易積累灰塵。吹灰器雖可在一定程度上減少積灰量，但管束間隙區域，吹灰較為困難，因此灰塵積累量往往較大。上述狀況長期存在，容易導致管束受熱不均，導致過熱器性能下降，增加爆管的風險。除此之外，煤的材質，同樣容易對積灰問題造成影響[4]。A電廠原使用的煤炭，灰分高達35%。且煤炭燃燒所產生的灰塵量，同樣較大。需立即給予清灰，并加強吹灰處理，以減少積灰量，預防爆管。

　　2.4疏水系統存在故障

　　疏水時間不合理、疏水不徹底，同樣容易導致高溫過熱器出現故障。在疏水時間異常的情況下，水汽往往會隨蒸汽，進入至鍋爐爐膛之中。此時，吹灰器周圍煙氣的含濕量，將明顯提升[5]。含濕量大的煙氣，排除的過程較為困難。長此以往，將導致大量水蒸氣，附著于管壁之上，形成“灰墻”。進而導致高溫過熱器溫度過高，導致爆管的問題發生。解決上述問題的關鍵，在于合理設置疏水時間、提高疏水的徹底性。需注意的是，疏水量與鍋爐管徑存在一定的聯系。如管徑過小，無法滿足疏水要求，同樣容易導致爆管的問題發生。

　　3電廠鍋爐設備中高溫過熱器爆管的防治措施及效果

　　3.1優化設計指標及效果

　　針對由管束間隙設計不合理所導致的爆管問題，應通過擴大管束間隙的方式給予解決。但鑒于短期內，電廠無法更換設備[6]，因此，建議對鍋爐的負荷進行調整。在適當降低負荷的基礎上，降低過熱器溫度及煙氣溫度，減少過熱器爆管風險。A電廠結合自身的發電需求，以及用戶的用電需求，將負荷降低為了90t/h。通過測量發現，與優化設計前相比，設計后，煙氣的溫度由900℃，下降到了754℃。高溫過熱器表面溫度，同樣得到了一定程度的改善。

　　3.2合理選擇材質及效果

　　為避免因材質不佳，而導致爆管，應通過更換管束材質的方式，預防管束石墨化，提高高溫過熱器質量。高溫合金鋼材，指耐高溫指標達600℃以上的合金材料，優勢主要表現為抗腐蝕及耐高溫性能強[7]。12Cr1MoV鋼材，為高溫合金鋼材的一種。由碳、硅、錳、鉬、鉻等元素構成。其中，碳含量為0.38%-0.45%，硅為0.17%-0.3%，為0.40%-0.70%，鉬為0.15%-0.25%，鉻為0.90%-1.20%。將其應用到鍋爐高溫過熱器管束制造過程中，將能夠有效延長管束的使用壽命，避免發生石墨化等問題。

　　3.3積極清理積灰

　　實踐經驗顯示，高溫過熱器管束中，未積灰的管束，導熱系數為46.5-58.2w/m2·℃。積灰的管束，導熱系數為0.0590-0.118w/m·2℃。兩者對比發現，灰塵的積累，極容易影響過熱器的性能，影響鍋爐的熱效率。為避免灰塵長期積累，導致過熱器爆管，建議適當增加聲波吹灰器的數量，并定期給予吹灰。考慮管束間隙部分的灰塵，清除難度較大。A電廠于高溫過熱器運行過程中，對其運行狀態進行了觀察。發現異常，立即清理灰塵，一定程度上降低了嚴重故障的發生幾率。

　　3.4加強系統維護

　　為確保疏水徹底，適當延長疏水時間是關鍵。對此，A電廠決定將疏水的步驟，設置在吹灰步驟之前。同時，將疏水時間，由5min，增加為10min。采用上述方式對系統進行維護后發現，電廠煙氣的含濕量明顯下降。上述措施應用1年內，未見“灰墻”的現象再次出現。表明，將疏水時間延長，能夠有效改善高溫過熱器的運行環境，使其爆管故障率得以降低。除此之外，考慮到A電廠鍋爐管徑，僅為25mm，而疏水線則需50mm。A電廠決定，將鍋爐管徑擴大至50mm。管徑擴大后至今，鍋爐高溫過熱器，未再見爆管的問題發生。

　　4結束語

　　綜上所述，A電廠于高溫過熱器爆管后，明確了爆管的原因，并進行了預防，有效降低了爆管率，降低了電廠成本，提高了經濟效益。對此，我國各電廠可以以A電廠的經驗為參考，在優化高溫過熱器設計指標的同時，將高溫合金鋼材質，應用到器械設計過程中。在此基礎上，提高煤的質量，并采用吹灰器及時吹灰，以避免爆管的問題發生，提高鍋爐運行的穩定性。

　　參考文獻：

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　　[3]蘇永健，關鑫源.超臨界鍋爐右包墻過熱器爆管原因分析及預防措施[J].山西電力，2017，18(05)：66-69.

　　[4]王林，楊博，郭三虎.660MW超臨界直接空冷機組鍋爐末級過熱器爆管原因分析[J].熱加工工藝，2017，46(16)：261-264.

　　[5]李冠華.廣東某電廠(1000MW)鍋爐前屏過熱器爆管的原因分析[J].內燃機與配件，2017，28(13)：61-63.

　　[6]呂新樂，羅江勇，邊鵬飛.某600MW超臨界鍋爐高溫過熱器管爆管原因分析[J].東北電力技術，2017，38(01)：34-36+42.

　　[7]蔡昌全，王成.12Cr1MoVG鍋爐高溫過熱器管爆管事故分析[J].化學工程與裝備，2016，19(09)：285-287.

　　推薦期刊：《熱加工工藝》是由中國船舶重工集團公司主管，中國船舶重工集團公司第十二研究所、中國造船工程學會船舶材料學術委員會主辦的國家科委批準出版、國內外公開發行的全國性熱加工科技雜志，國際刊號ISSN：1001-3814;國內刊號CN：61-1133/TG。主要讀者對象是鑄造、鍛壓、焊接、金屬材料及熱處理、工業爐、理化檢測等相關專業的工程技術人員、管理干部、技術工人和院校師生。