电站锅炉省煤器常见故障分析及处理

漯河市特种设备安全监测中心 周纪龙 潘长河

电站锅炉省煤器常见故障分析及处理

漯河市特种设备安全监测中心 周纪龙 潘长河

省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的承压设备。它的主要作用是吸收锅炉尾部低温烟气热量，降低锅炉排烟温度，提高锅炉热效率，提高给水温度。对于自然循环锅炉进入汽包的给水，先在省煤器内加热，减少了水在蒸发受热面内的热量吸收，因此省煤器取代了部分蒸发受热面。

省煤器有沸腾式和非沸腾式两种。大型电站锅炉因为压力参数高，气化潜热减少，锅炉蒸发吸收热量相应减少，所以采用非沸腾式省煤器。非沸腾式省煤器出口水有一定欠焓，使炉膛中水冷壁的吸热量有一部分用于欠焓的水的加热，使炉膛出口烟温不至于过高。省煤器工质温度较低，烟气温度也较低，因此，省煤器材质不是主要问题。在实际使用过程中，省煤器烟气温度低，灰粒较硬的问题突出表现在积灰、腐蚀、磨损等故障。

一、省煤器的积灰及处理

烟气中含有大量的飞灰，当烟气进入到省煤器时，因其温度低，大量的飞灰落到管排上，造成省煤器积灰。当烟气中含有SO2量较多时，飞灰易形成硫酸盐类灰分，使积灰加剧。烟气中的飞灰浓度大，烟速度低，积灰越严重，如果省煤器发生泄漏，会使用下级空气预热器严重积灰，影响热效果。

锅炉正常运行时，应清除省煤器管子外壁的积灰。吹灰装置应定期使用，保证受热面清洁。省煤器发生泄漏时，应立即停炉，清除局部受热面的积灰，在检修期间应用高压水冲洗省煤器管束，清除管子外壁的积灰和管排间的杂物。

二、省煤器管的腐蚀及处理

省煤器管的腐蚀分为外部腐蚀和内部腐蚀。由于省煤器的烟气温度不太高，又远大于烟气露点温度，当燃用硫分不太高的燃料时，省煤器外部一般不会发生高温腐蚀和酸性腐蚀。省煤器管内部腐蚀是由于给水中含有腐蚀性气体如氧、二氧化碳等，除此之外，给水流速对腐蚀也有一定的影响，当水流速度太低时，上述气体可能从水中逸出，附在管壁上，在高温作用下形成腐蚀。

当水中含有氧时，氧与金属之间形成微电池，氧气接收电子形成阳极，使管壁发生化学反应形成氧化膜起到保护金属表面，使腐蚀减缓的作用。通常情况下，氧化膜不能保护整个金属表面，在没有氧化膜的地方就不断被腐蚀，当水中含有O2和CO2时，给水中的pH值就会降低，水中电离出来的氢离子接收电子形成电化学腐蚀，使腐蚀加剧。

为防止省煤器管内腐蚀，首先要清除给水中的气体，即给水除氧效果要好。另外要保证一定的水流速度，在锅炉开启或停止过程中合理使用再循环管，确保省煤器管内保持一定的流速。

三、省煤器的磨损及处理

受热面磨损与烟气中单位重量飞灰的动能有关，E动=mv2。即动能E动与速度v的平方成正比。由于灰粒很小，可假设灰粒与烟气的速度相等，因此省煤管的磨损与烟气速度的平方成正比。省煤器管的磨损受省煤器结构形式的影响，对单排管子或多排管的第一排管子均匀磨损时，在管子侧面30°处磨损最为严重，对于错列管最大磨损发生在第二、三排。这一方面是由于灰粒的加速，更重要的是第二排管子整个管面不仅受气流的正面冲刷，且由于上排管子的导向作用还处于斜向冲刷之中，因此处于最大的冲刷角30°附近的磨损最为严重。对于顺列管，烟气进入时，烟气流速迅速增大，灰粒由于惯性一般到第五排才获全速，因此在此处磨损最大；后面几排流速较均匀，灰粒多集中在流道的中心，两则形成相对清洁的气流附面层，因此磨损比较轻。

省煤器对流管速中对流受热面局部烟气流速过高易形成烟气走廊，这主要是炉墙与管组周围的一些间隙过大或安装时横向间距不均匀造成的。另外省煤器穿墙部分是最易于产生磨损的部位，穿墙管之后的省煤器管与侧墙的间隙过大，再加侧墙的导流作用，阻力相当小，造成高流速、高浓度的气流冲刷穿墙管造成局部磨损。

为防止省煤器管侧面30°的磨损，在迎风面扣上180m圆管或角铁做防磨石。加装防磨瓦对节距较大列管是有利的，对于横向节距较小的省煤器管，使烟气流过有盖板的管排时，不但阻力增加，更会使烟气流动速度加快和烟气斜向导流，造成后一排管子严重局部磨损。

为防止省煤器磨损，应采用灰分较少燃料，做好混配煤工作,加强堵漏，减少漏风，使烟气流速控制在设计范围内，相应地减少磨损速度。另外，在易于磨损处的管子上加装防磨瓦，能有效地避免省煤器管磨损。在错列布置煤器管的第2根、第3根管子上面加装110°～120°的防磨瓦，不采用180°的防磨瓦，以防止防磨瓦变形后管排的横向间隙减少，使烟气阻力增加，造成烟气流速加快，磨损加剧。除此之外，在省煤器管排与炉墙的间隙处加装防磨板或阻流棒，采用阻而不堵的方法能有效地阻止烟气通过这些区域形成烟气走廊，避免省煤器管子磨损，也可在省煤器弯头处加装防磨瓦，能防止管子的磨损。

当省煤器联箱的布置在炉外时，为防止弯头与炉墙之间形成烟气走廊而磨损弯头，可以将弯头包覆在炉墙之内，穿墙管加装防磨石。双侧布置的省煤器烟道中部的弯头用防护罩整组包覆；烟气入口管排与管墙及侧墙之间的空当加装锯齿型阻流板，防止形成烟气走廊；对于穿墙管必须将管间隙塞好，否则由于漏风带灰，穿墙管极易发生泄漏。对于省煤器联箱布置在炉膛内部的两侧的弯头部位，可采用上述中部弯头的防磨措施；省煤器联箱不宜保温，应提高材质，否则由于烟气的绕流，在联箱两侧的管段将引起局部磨损。