锅炉设备检修常见问题毕业论文.docx

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锅炉设备检修常见问题毕业论文

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

2

3

第一章、前言5

第二章、锅炉水冷壁结构及高温腐蚀的原因6

2.1锅炉水冷壁6

2.2水冷壁分类6

2.2.1光管式水冷壁6

2.1.2膜式水冷壁7

2.2材料7

2.3作用8

2.4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9

3.1影响锅炉受热面积灰的因素9

3.2硫化物型高温腐蚀的机理9

3.3硫酸盐型高温腐蚀的机理10

3.4氯化物型高温腐蚀机理10

第四章、锅炉水冷壁高温腐蚀的应对措施11

4.1选用含硫量低的燃煤，并严格控制煤粉的粒度11

4.2控制供水品质11

4.3更换水冷壁管材质，采用渗铝管防腐蚀技术11

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11

4.5改造锅炉燃烧设备12

4.6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。

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

Abstract

Boilerheatingsurfacecorrosionproblemhaslongbeenaleadingcauseofthermalpowerunitforcedoutageathomeandabroad.China'sthermalpoweraccidentstatisticsshowthatpowerplantboilerheatingsurfacetubeexplosionduetocorrosionleakageaccountedforabout70%ofallaccidentsoftheboiler,superheater,reheateraccountedforabout35%.Andwiththeincreaseofoldunitsservingtimeandnewunitsfortheimprovementofyieldandparameters,thiskindofaccidentandthetrendofrisingyearbyyear,arethemainfactorsinfluencingthesafesupply.Thispaperanalyzesthecausesandcharacteristicsofhightemperaturecorrosionofboiler,someboilerhightemperaturecorrosionpreventionmeasuresareputforward,inordertohelptothesafeandeconomicoperationofboilers.

Keywords:

Powerplantboiler；HeatingsurfacecorrosionPreventivemeasures

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2X328.5MW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，也可敷设在水冷壁上成为敷管式

炉墙以便于安装

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：

①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；②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；③易于制成水冷壁的大组合件，因此，安装快速方便

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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51〜83毫米；多次强制循环锅炉和直流锅炉一般用22〜60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，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SO2

SO3H2SHCI、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+SO—2H0+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°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--Fe3Q+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FeO铁锈层被破坏，而MFe（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