循环流化床锅炉机组典型事故分析与处理PPT.ppt

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1、1,循环流化床锅炉机组典型事故分析与处理,长沙理工大学能源与动力工程学院,2010年8月30日,授课教师：何金桥副教授,2,第四章 锅炉事故及其分析一、锅炉机组的可用率及事故率 降低煤耗 节约一次能源 锅炉节能提高经济性 提高机组可用率 事故率 多产生二次能源 事故率 可用率。,3,二、锅炉机组事故时的处理原则1）发生事故时总的处理原则A、消除事故根源，限制事故的发展并解除其对人及设备的威胁。B、在保证人身安全和设备不受损害的前提下，尽可能维持机组运行。C、设法保证常用电源的正常，防止事故扩大。D、对于单元机组，锅炉事故紧急停炉时，不应立即关闭主汽门，应等汽机停机后，在关闭锅炉主气门。,4,2

2、）锅炉遇下列情况之一应立即切断全部燃料，再视情况作进一步处理A、汽包水位不在规定的高低水位之间，或所有水位计损坏。B、直流锅炉所有给水流量表损坏（如果此时发生了违反给水操作规程的操作），或者直流锅炉停水时间大于30s。C、主给水管道、蒸汽管道发生爆破。D、压力超出动作压力而安全门不动作，同时向空排汽门无法打开。E、炉膛灭火。F、中间再热器蒸汽中断。,5,三、锅炉水位事故-恶性事故 三种情况：缺水、满水、汽水共腾1）缺水事故轻微缺水：水位低于低水位，但水位计仍有读数严重缺水：水位计上已经没有读数。（1）缺水事故的判据：水位警报器、水位计指示、蒸汽流量大于给水流量、过热蒸汽温度升高。（2）缺水原因

3、及预防A、水位计表不准，无法判断真实水位。B、自动给水控制或调整机构失灵。C、给水压力低。D、受热面汽水管损坏E、排污不当或排污阀泄漏 F、负荷骤变 G、运行人员过失,7,2）满水事故 轻微缺水：水位高于高水位，但水位计仍有读数 严重缺水：水位高于高水位，但水位计上已经没有读数。（1）满水事故的判据：与锅炉缺水现象相反 水位警报器、水位计指示、蒸汽流量不正常地小于给水流量、过热蒸汽温度降低、蒸汽含盐量增加。若严重满水：蒸汽带水，过热汽温急剧下降、主蒸汽管道水击、法兰和汽轮机轴封向外冒白汽（2）缺水原因及预防 A、水位计不准确而造成运行人员误判断 B、给水自动调节装置失灵 C、给水压力过高 D、

4、运行人员过失等,8,一般高压以下锅炉也可以用叫水法来判断满水事故的程度。其步骤足：开启水位计放水阀，关闭水阀，以冲洗汽管，然后再缓缓关闭放水阳。此时苦有水位出现，为轻微满水；否则为严重满水。若判明为轻微满水，应减少给水量，开启事故故水阀；如无事故放水阀，则开启水冷壁下联箱放水阀；如过热蒸汽温度下降，应将减温器解列，打开过热器疏水阀，通知汽轮机运行人员打开汽轮机侧主蒸汽管道L：的疏水阀，同时府降低锅炉负荷。若证实力严重满水，则应立即停炉，并停止锅炉给水，同时计用事故放水阀、过热器炕水阀和主蒸汽管道疏水阀。严密监视水位，若发现水伦在水位计上重新出现，可陆续关闭放水阀，保持正常水位。待事故原因查明和

5、事故消除后，方可重新点火、并网。,9,3）汽水共腾（1）现象：与锅炉满水现象相同，A、水位计的水位急剧波动，看个清水位，其他水位表的指针摆动；B、炉水和蒸汽含盐量明显增大。（2）原因：炉水含盐量过大，在汽包水面上出现很多泡沫。当泡沫破裂时，汽泡中的蒸汽逸出，向时把溅出的水滴带走。含盐量越大、负荷越高，则泡沫越多，泡沫层越厚，故蒸汽带走的水分也越多。（3）处理措施：若判明为汽水共腾，应降低锅炉负荷，全开连续排污阀，并开启锅炉事故放水阀；若无事故放水阀，应开启水冷壁下部联箱放水阀，同时加强给水，以改善炉水品质。注意保持正常水位，将减温器解列，打开过热器疏水阀和蒸汽管道上的疏水阀，通知汽轮机运行人员

6、打开汽轮机侧主蒸汽管道上的疏水阀，并通知化验人员化验汽水品质。经上述处理后，若汽水共腾现象已消除，而且汽水品质已合格，则可恢复正常负荷。（4）预防措施：加强对汽水品质进行严格的化学监督，加强水处理和铝炉排污，控制炉水含盐量不超过规定标冶，足防止汽水共腾的有效措施。,10,四、锅炉燃烧事故 锅炉的灭火打炮和烟道再燃烧是火力发电厂较常见的燃烧事故。1）炉膛灭火（1)灭火的现象A、负压突增大、二次风压减小；炉膛内发黑；发出灭火信号。B、蒸汽流量、汽压、汽温、水位均下降。C、如因锅炉辅机(引风机、送风机、给粉机以及制粉系统电源中断等)而引起灭火同时还会有相应的事故信号以及这些事故发生叫府合的现象。（2

7、)灭火的原因分析及预防A、运行不稳定，容易引起灭火。同时煤粉过粗或煤种突变，也易引起火火。因此，在燃用低质燃料时要加强检台，严密监视燃烧工况并精心调节。煤种变更时，运行人员应预先得知，并及时做好燃烧调节工作。,11,B、炉膛温度低 锅炉低负荷运行时，漏风过多或送风量过大，或因炉底渣门开启时间过长，都会造成炉膛温度过低而导致灭火。因此锅炉在低负荷时可投油喷嘴以稳定火焰；正常运行时，送风量要控制适当，不宜过大；炉膛负压也不宜过大，以免漏风增人。炉膛各门孔的开启时间不宜过长。C、燃烧器故障 燃烧器出LI套筒烧坏，气流方向紊乱，燃烧工况恶化，容易灭火。D、机械设备故障 全部引风机或送风机跳问或停电，给

8、粉机以及直吹式制粉系统给煤机故障或停电，都会造成灭火事故。E、燃烧调整不当 风粉或风汕比例配合不当，旋流喷燃器扩展角度不合适，直流喷燃器四角气流方问紊乱，混合不好，一次风速过高或过低都会造成火焰不稳定而导致灭火。E、水冷这管爆破或炉膛掉焦，也可能造成灭火。,12,（3)灭火的处理方法 锅炉灭火后发现不及时，或发现后未立即切断燃料，或错误地增加燃料员，企图用爆燃法抢救灭火，往往招来事态的扩大，造成煤粉爆炸，危害极大。发生灭火后，正确的处理方法是：立即停止给粉机(或一次风机)、停止制粉系统，完全切断向炉膛内供粉；将所有的自动切换为手动；关小减温水和锅炉给水，控制汽包水位在-40mm左右，以免重新点

9、火后水位超限；减小送风量，提高炉膛负压吹扫35min。查明原因后重新点火，并逐渐带负荷全正常值。如发生爆燃，则应立即停止向炉膛供给燃料和热风，并关闭引、送风机人口挡板和因爆燃而震开的人孔门、看火孔，修复防爆门。然后缓慢开启引、送风机人u挡板，通风5一10 min，重新点火，恢复运行。如果爆燃严重，使管子有的弯曲或损坏，炉墙倒塌，横梁变形，汽包移位等，则必须停炉检修。,13,2）炉膛爆燃 灭火后没有立即切断向炉膛供给的燃料可能引起炉膛爆燃。（1）炉膛爆燃的机理及原因分析 机理：炉膛中积存的可燃混合物瞬间爆燃，从而使炉内压力突然升高，超过了结构设计的允许俯(国内刚性梁设计抗爆能力3000Pa)，而

10、造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象。爆炸要具备三个条件(或二要素)，缺一不可。A、有燃料和助燃它气的积存；B、燃料和空气的混合物达到了爆燃的浓度(混合比)；C、有足够的点火能源。例如：煤场上的煤，只能白燃，不会爆燃又如正常运行时，炉内温度高，进炉膛后很快着火，有点火能源，也不会,14,锅炉在启动过程中，后两个因素是当然存在的。因此，如何避免燃料和助燃空气的积存是关键所在，但做到这一点是很困难的，因为从发现灭火到切断燃料这一段时间里，实际上已有一定质量的燃料进入炉膛，再加上给粉机、阀门、挡板等的动作滞后或关闭不严，以及从阀门挡板到炉膛之间还省一段管道，都可能将燃料继续送人炉膛而造成积存。此

11、外，误操作、误判断、“爆燃法”、继续投油或投粉等，炉内必然有燃料和助燃的空气积存。所以，应当采取措施，使炉膛内不具备爆燃三要素中之一，方可杜绝炉膛爆燃。例如：个使炉膛内有可燃物的积存；或虽有可燃物大量积存，但采用强力通风吹扫，使其与守气混合比达不到爆燃浓度；或不给予足够的点火能源等，均可防止炉膛的爆炸,15,爆燃后炉膛中介质的压力P2可按下式确定 P2-爆燃后炉膛介质压力(MPa)；P1-爆燃前炉膛介质压力(MPa)；Vr-积存可燃物的体积(m3)；V-炉膛体积(m3)；Qr-积存可燃物的发热量(kJm3)；cV-炉膛介质的平均比定容热容kJ(m3.K)Tl-爆燃前炉膛介质温度(K)。,16,

12、上式是按爆燃为定容绝热过程作为假定导出的。由于爆燃发生在瞬间，且火焰传播速度非常快，达每秒数百至数千米，火焰激波以球状向周围空间传播，可燃物在百分之几到十分之几秒内燃尽。这就意味着燃料同时被点燃，烟气体积突然增大，这样大的烟速下阻力也非常大，因而使炉内压力来不及泄出而发生爆炸。故将爆炸作为定容绝热过程是有足够准确性的，但实际上，总是要泄出一定压力、有一定传热的。所以计算值略为偏大，即在应用上偏于安全。,17,上式的第二个假设，是将炉膛介质视为理想气体，即遵循理想气体的波义耳-查理定律(VIV2时)假设积存可燃物的体积为Vr，单位体积的发热量为Qr，则爆燃后放出的热旦为VrQr，由于假定炉子为绝

13、热体，这一热量全部为炉膛介质所吸收(VcvT)，则,18,由上式可知：V为定值，当Vr增大时p2增大，即积存可燃物的数量越大，p2亦越大；如果Q增大2亦增大，即热值高的燃料发生爆炸时，危险性更大，这就是燃油、气锅炉炉膛爆炸时，比燃煤锅炉爆炸的破坏性更大的原因；当Tl越低时，p2越大，这说明锅炉在启动时，发生的炉膛爆炸有更大的危害。T1低更危险，是由于在一定体积和压力下，温度越低，介质的质量越大。炉膛爆炸的起因是综合性的。它与锅炉机组及其辅机的结构设计、制造质量、安装和运行管理水平有一定的联系。但主要原因在于运行人员对设备结构、系统不熟悉造成的；其次是设计上缺乏必要的防爆措施，如熄火保护和联锁、

14、报警、跳间等系统不完善。归纳起来可从以下八个方面进行讨论：,19,(1)设计上缺乏安全防爆的必要手段 可靠的熄火保护和刘靠的联锁、报警、跳闸系统 国产机组安全防爆的必要条件至今尚未彻底解决，如火焰检测器之光敏元件质量就小过关。进口机组一般都装设了熄火保护装置或FSSS。如日立850th锅炉装了1700Pa的“大正压保护”，虽未设防爆门，但也未发生过炉膛爆炸。某电厂锅炉(意大利的1025th燃油锅炉)，厂家提供了“炉膛压力高”(限定值为6000Pa)保护，但未安装，虽安装了火焰检测器，但未作调整，结果就发生过一次炉膛爆炸，修复用了五个多月，再如某电厂1号、2号炉(波兰的OP-380型，配125万

15、kw机组)没有灭火保护，能控制爆炸在正常“打炮”范围内，炉膛无变形，仅冷灰斗水封槽处有水溢出现象，该炉未装防爆门。相反，同一电厂的国产400t/h锅炉设有防爆门，未设熄火保护，结果因炉胆大火后未及时停粉，又投油助燃，导致炉膛爆炸，佼左右水冷壁焊缝撕开达10m，尾部钢梁位移300mm，造成重大损火。,20,据美国cE公司提供的资料，以前任美国发生的燃油、燃气锅炉炉膛爆炸事故中，有80是由于缺少防爆的三个必要条件：联锁、报警和跳闸所致。同理，国产机组发生炉膛爆炸的锅炉，可以说也是由于不具备防爆的必要条件引起的。(2)炉膛及刚性梁结构欠佳 国产锅炉的炉膛，以前主要是光管轻型炉墙、现逐渐向膜式壁和膜式

16、顶棚过渡。今后方向应当向全膜式全焊接的气密性结构发展，以增加抗爆能力。炉膛爆炸时，所以能撕开四角，揭开顶棚，是因光管节距较大，刚性及强度不足所致。国产锅炉刚性梁的抗爆能力一般按3000Pa设计，也有的按2500Pa设计，其至按2000Pa设计。国外一般按5000-6000Pa设计。,21,(3）防爆门不起防爆作用 国产锅炉普遍装设防爆门。在蒸汽锅炉安全监察规程中规定“用煤粉、油或气体作燃料的锅炉，在容易爆炸的部位应装设防爆门”。般将防爆门装在水平烟道两侧墙上。但是，由于爆炸发生的瞬间，在压力激波未传到炉膛上部时，炉膛已经炸坏。就是在燃烧区，由于防爆门的惰性，也不能在瞬间打开。如某电厂1号炉，原

17、为 220t/h,电厂自改为次高压230th，其汽压为7.5MPa，汽温为490，可带50MW负荷。该炉在改后一年内曾发生过两次炉膛爆炸，炉顶、炉墙被掀起，而防爆门均未动作。这一年的12月2I口该炉点火，投运10 h左右，带负荷40MW，于22日凌晨开始除大焦；由于多于10h未除焦，打渣时焦渣大量落下，漏人大量冷风造成灭火，当时未及时停粉，发生了爆炸。防爆门虽然动作，仰炉子已严重损坏，炉顶被掀起1m多高；炉顶棚管被打弯；立柱也被打弯，最大位移为67mm；刚性梁及相应的平台严重变形，在前墙21m和164m标高处，外突挠度达151mm湖130mm，水冷壁固定装量也严重损坏；水冷壁(前、后、左、右水

18、冷壁从8m标高到27.4m处)，被拉裂18处，最大裂口长45m，宽35mm。由此可见，防爆门不起作用。大型锅炉装设防爆门有害无益，人们把防爆寄托在防爆门上，在技术上是欠妥的。,22,（4)运行人员误判断、误操作 在已发生的炉膛爆炸事故中。直接原因中有90是误判断、误操作。其中不少是责任心不强造成其次是他们对设备性能结构及系统不熟，对炉膛爆炸机理不清楚。某电厂一炉膛爆炸，就是发生在班长与司炉争论该炉是否灭火(实际已灭火)的过程中。(5)采用“爆燃法”点火 如果说，误操作是由于运行人员不熟悉规程和设备的话，那么，采用“爆燃法”可以说是明知故犯。所谓“爆燃法”点火，就是在锅炉灭火后，不按运行规程“先

19、切断燃料，再以大于25%额定风量进行吹扫炉胆，时间至少为5min，然后冉按点火程序点火”的规定，而是立即投油，甚至投粉，利用炉膛熄火瞬间余热，进行爆燃点火。这是原水电部三令五申禁止的错误做法。有的司炉为了获得节能奖，在低负荷燃烧不稳时，宁肯缺角燃烧，也不肯投汕助燃，导致爆燃事故较多。曾经有的电厂还把“爆燃法”作为节油经验，在厂内推广，这是非常错误的。,23,1986年8月21日某电厂1号炉，两次在灭火后均未停排粉机，而采用“爆燃法”继续向炉内送粉、送油，使大量煤粉、油滴带人尾部烟道。在8月28日发生炉膛和尾部爆炸，将一侧除尘器顶板掀起；并使1号、2号炉公用的40m2水平烟道全部震塌；还将检修房

20、压塌。1990午6月25日某电厂3号炉(410th)灭火后，炉腿负压-264.78MPa(-7mmH2O）未按规程进行炉膛吹扫而投油点火，造成炉膛爆炸，致使前水冷壁撕开，1号、2号燃烧器上部分别撕开长20m、宽200mm和长6m、宽30一50mm的裂缝；前墙刚性梁严重变形，挠度为350mm；6根水冷壁管泄漏，两级减温器疏水管断掉；炉顶保温层严重破坏。,24,(6)制粉系统及设备存在缺陷 国产给粉机的通病是出力不足、卡泄、给粉不均匀。对于切圆燃烧的锅炉，常常会造成四角给粉不均匀及燃烧不稳定。再加上一、二次风的管道阻力不均，阻力越大给粉越少，使燃烧恶化，这也是造成灭火的一个因素，风扇磨直吹式制粉系

21、统中，出于各台磨煤机磨损程度不同，出力不同，这也可能导致给粉不均匀。例如，某电厂锅炉由于风扇磨单台断煤灭火，投油助燃，导致炉膛爆炸。(7)未按图纸技术文件安装施上 在我国，由于制造厂内组合率普遍不高，因此提高安装质量，对提高锅炉抗爆能力更显重要。,25,在上述爆炸实例中，炉膛多数被拉开四角。对膜式水冷壁的组合安装，设计要求向火面焊缝满焊，背火面焊缝花焊。们不少施工单位所有焊缝均用花焊，有的单位共至不焊。水冷壁四角节肛较大，不规范。此外前述事故小，有不少炉顶被掀开，检查发现，有一些是光管，也有的是光管加焊扁钢。穿墙处用梳形板焊封，但有的安装单位未焊也未加扁钢，增加了二次密封的负担。再如，为了任意

22、组合，有的单位在安装中把刚性梁按水冷壁回路分割开，但恢复时，焊接质望又未给予保证。例如果咆厂8号炉在988年1月9H炉膛爆炸时，有二根刚性梁安装焊口断升。,26,(8)燃油带水 除了上述设计结构、运行操作、系统辅机及安装施工等原因外，燃油带水也可能导致灭火。1988年4月12日某电厂发生了锅炉灭火，减负荷390 Mw(由456Mw到66Mw)使电网周波由50Hz减到48Hz，严电影响了某电网的负荷稳定和质量。原因很简单、就是燃油带水，使2号-5号、7号炉燃烧不稳，致使3号、5号、7号炉灭火停炉。,27,2)改进的措施及建议(1)采用全焊膜式(包括膜式顶棚)全焊接的气密炉膛，并采用双面满焊，确保

23、焊接质量。(2)刚性梁的抗爆能由3000Pa提高到5000-6000Pa。刚性梁结构应改进，如节点的形式应避免采用焊接式及滑接式、并在铰接及可调螺钉式的基础上进行改进；研究整体防爆刚性梁结构；刚性梁沿锅炉高度的开档适当减少，如2.0-2.5m左有。(3)取消防爆门。采用程序控制防爆保安系统：程控点火，熄火保护、联锁、报警、跳闸系统。(4)严禁采用“爆燃法”点火。熄火时，应立即切断燃料，然后按规程点火。点火时必须以大于25的额定风量抽吸至少5min。(5)在炉膛负压波动较大时(如除大焦、启动、燃料变更、制粉系统设备故障、低负荷运行、降负荷、停炉等情况)，应精心调整燃烧，严格控制负压，及时投油助燃

24、。(6)加强对运行人员的培训，使他们熟悉设备系统和炉膛爆炸机理，熟练掌握防爆措施。(7)应严格按图纸、技术文件和有关规程安装施工，对水冷壁四角的焊接及刚性梁接头的安装，尤应确保质量。,28,3 烟道再燃烧 烟道再燃烧是由于烟道内沉积大量可燃物(煤粉或油垢)，在一定的条件下引起复燃的现象。1)发生烟道再燃烧时可能出现的现象(1)烟温和排烟温度急剧升高。(2)炉膛燃烧不稳定。烟道和炉膛负压波动大或出现正压；烟道阻力增大，风机不严密处向外冒烟气和火星；引风机轴承温度升高。(3)氧量表或二氧化碳表指示不正常；烟囱冒黑烟。(4)钠炉运行参数的变化与再燃烧区在烟道内的位置有关，一般情况下，汽压和蒸汽流量下

25、降，而过热汽温、再热汽温、(非沸腾式)省煤器出口水温、热风温度等全部或部分上升。2)发生烟道再燃烧的具体原因(1)燃烧工况失调；(2)低负荷运行时间过长；(3)锅炉启停频繁；(4)吹灰不及时。,29,3)发生烟道再燃烧时，应作如下处理(1)发现烟气温度不正常升高时，应检查风、煤或风、油的配合情况，一、二次风配比以及燃烧情况。油、煤混烧时，应将油(或煤粉)停用，改为单一燃烧方式，进行受热面的吹灰。(2)当烟气温度急剧上升，各种现象已可判定为烟道再燃烧时，应立即停炉；停止向炉膛供给燃料，停止送、引风机、严密关闭烟气和空气挡板以及烟道周围的孔、门，利用蒸汽吹灰管或专用的蒸汽消防管向烟道送入蒸汽以消除

26、再燃烧；打开省煤器再循环阀以保护省煤器；打开过热器疏水阀以保护过热器；对再热机组开启旁路系统并开启事故喷水以保护过热器和再热器。当确认烟道内燃烧完全扑灭后，可小心启动引风机、逐渐开启其进口挡板，以抽吸烟道中的烟气和蒸汽，待炉子冷却后，应对烟道内受热面进行全面检查。如果在引风机外壳内发现火星或火焰，应立即关闭其进口挡板并停止引风机的运行，以免风机损坏。,30,4 锅炉结焦1)锅炉结焦时的现象(1)若燃烧室结焦，各部烟气温度及蒸汽温度均可能升高，或烟温差不正常；(2)除渣时，发现有大块焦渣或除渣量减少。2)锅炉结焦原因(1)燃煤的从熔点偏低；(2)风量不足，燃烧工况不佳；(3)燃烧室热负荷偏大，炉

27、内温度偏高；(4)煤粉细度偏大；(5)燃烧器工作不正常；(6)未按规定进行除渣或除渣不彻底，在灰渣斗内存渣过多或存渣时间过长3)锅炉结焦的处理(1)当发现锅炉结焦时，应采取以下措施：调整火焰中心位置，适当增加过剩空气量；及时清除焦渣，防止结成大块焦渣；如果在燃烧室不易清除的部位结焦时，为维持锅炉继续运行，应适当降低锅炉蒸发量。(2)当燃烧室内纬有不易清除的大块焦渣且有坠落损坏水冷壁的可能时，应及时停炉。,31,五、锅炉承压部件爆管及损坏 在锅炉事故中，受热面爆管事故最为常见。当受热面爆管时，高温高压的汽水喷出，不仅要停炉限电，而且容易造成人身伤亡。因而，防止受热面爆管事故，对保持锅炉安全经济运

28、行尤为重要。另外，汽包的爆破利裂纹事故也应值得重视。1 锅炉水冷硅爆管1)水冷壁爆管现象 炉膛内有爆破声；燃烧不稳，炉膛内呈正压；从炉门及看火孔向外喷烟喷水；烟温度可能降低；汽包水位、汽压均可能下降；给水流量不正常地大于蒸汽流量；若爆破点在燃烧器附近，则锅炉灭火等。,32,2)水冷壁爆管后的处理 发现水冷壁爆管后，可依以下原则处理。(1)如果泄漏不严重，不致在短时间内扩大事故，而且在适当加强给水后，能维持锅炉正常水位，又不影响其他运行锅炉的水位时，可暂时减负荷运行，等备用炉投入或高峰负荷过去后再停炉。但在这段时间内应加强监视，密切注意事故发展的情况。(2)如果泄漏严重，无法保持正常水位，或燃烧

29、很不稳定，或者事故很快就会扩大，则应立即停炉。停炉后引风机应继续运行，抽出炉中的水蒸气。停炉后的给水应根据情况处理：如设备许可，应用单独的给水泵和管路供水；若增开给水泵加强给水后水位可维持，应尽力保持水位；如无法维持水位，则应停止给水。,33,3)水冷壁爆管的原因及预防措施(1)锅炉启、停工作不符合要求 冷炉进水时，水温或进水速度不符合规定；停炉时，冷却过快放水过快。(2)水循环破坏 锅炉长时间低负荷运行，定期排污过大、时间过长，燃烧控制不好或炉内严重结渣等，都可能使水循环遭到破坏，造成膜态沸腾，使传热恶化，引起管子金属过热而爆破。(3)管内结垢腐蚀 炉水质量差结垢传热管壁温度、承压强度，鼓包

30、甚至爆管。同时，结垢处易产生垢下腐蚀，造成泄漏或爆管，铝炉停炉备用时，亦容易产生氧化腐蚀。为此，应加强化学监督，保证炉水质量。此外要做好停炉期间的保养工作。(4)管外磨损 燃烧器附近的水冷壁管保护得不好时(如燃烧器、吹灰器、焦孔附近管子的防磨装置脱落)或在煤粉气流喷射角度不对时，易被煤粉磨损、减薄引起爆管。故要经常检查燃烧器的工作情况，防止煤粉气流偏斜，对燃烧器周围的管子应注意保护。,34,(5)制造、安装或检修质量不良 用错钢材，焊接质量不好，弯管不符合要求以致管壁变薄，管子受热后不能自由膨胀，都会引起爆管事故。所以应加强金局监督工作，安装时应按图纸和技术文件施工，应按要求留出足够的膨胀间隙

31、，并填以石棉线或采用其他措施，以免异物落入，卡死管子。此外，有的电厂锅炉采用“水打渣”，这时水冷壁可能产生过大的热应力而爆管；有的电厂锅炉打渣不及时，打渣时大块渣落下砸坏冷灰斗水冷壁；还有的电厂锅炉在大修时对水冷壁酸洗后又碱煮炉，未格清除下来的铁锈清理干净而堵塞在管中，因管壁超温而引起水冷壁爆管。,35,2 过热器和再热器爆管 1)过热器(或开热器)爆管有下列现象 在过热器区有蒸汽喷出的声音；蒸汽流量不正常地小于给水流量；炉膛负压变正压；烟道两侧有较大的烟温差，过热器泄漏一侧烟温降低，过热汽温有变化。再热器爆管的现象与过热器爆管现象相似，其差别是：再热器爆管时，在再热器区有喷汽声。同时，汽轮机

32、中压缸汽压下降。过热器、再热器爆管，应及时停炉，以免爆破口喷出的蒸汽吹扫邻近的管子以致事故扩大。只有在损坏很小、不会危及其他管子时，可以短时间运行，待备用炉投入运行或高峰负荷过去后再停炉。2)过热器、开热器管损坏的原因(1)管内积盐使管壁超温而损坏管子。(2)管外烟测的高温腐蚀，会造成管子损坏。(3)过热器、再热器如长期超温运行，承压管子金属蠕变而造成损坏。(4)其他原因。如制造有缺陷，安装、检修质量差，管材不符合要求，低负荷时减温器末解列造成水塞等等。,36,3 省煤器管损坏 1）省煤器管损坏可由下列现象加以判断 锅炉汽包水位下降；给水流量不正常地大于蒸汽流量；省煤器管区有异声；省煤器下部灰

33、斗内有湿灰或冒汽；省煤器后两侧烟气温差增大，泄漏侧烟温偏低等。此时，应尽量维持汽包水位，待备用炉投入运行后再停炉；如果水位不能维持或因尾部烟道堵灰严重无法疏通而使锅炉无法运行时，应停炉。停炉后仍应维持汽包水位。只有当过热器后烟气温度低于400时，才允许停止向锅炉上水。另外，停炉后不应开启汽包与省煤器间的再循环门，以免炉水经省煤器泄漏处漏掉。2)省煤器管损坏的原因及预防措施(1)给水品质差，水中含氧多，会造成管内壁腐蚀，以致损伤省煤器管的质量监督，保证除氧器的正常运行，使水中含氧虽符合质量标准的要求。(2)飞灰磨损。在燃用高灰分燃料时，其磨损问题要特别加以注意。(3)其他原因。如给水流量、给水温

34、度的变化影响壁温变化，引起热应力过大；又如管子的焊接质量也会影响管子损坏等等。,37,4 减温器损坏 1）表面式减温器(1)表面式减温器水管损坏时的现象 过热蒸汽温度降低，各导汽笛之间的温差增大。过热蒸汽含盐量升高。严重时，蒸汽管道发生水冲击。(2)表面式减温器水管损坏的常见原因 减温器通水量变化过大。减温器结构上存在缺陷，u型减温水管弯头曲率半径过小。检修质量不良，电火焊误伤水管。(3)表面式减温器水管损坏的处理 根据蒸汽温度变化情况，适当降低锅炉蒸发量。尽快解列 减温器。必要时，开启过热器及蒸汽管道疏水阀。尽快启动备用锅炉或增加其他运行锅炉的蒸发量，及早停止 故障锅炉的运行。,38,2)喷

35、水减温器(1)事故概况 目前我国电站锅炉上的喷水减温器主要有四种形式，即单管(或双管)式；文丘里管式；笛形管式；蜗壳式。前两种型式减温器的断裂事故较为普遍，国内几大锅炉制造厂的产品都曾发生过。据哈尔滨锅炉厂对文氏减温器I型、H型系列的普查及东方锅炉厂对文氏减温器的调查发现，国产220th、400t/h、410th、670th、1000th等炉型，几乎无一幸免。文丘里管式减温器的事故多发生在水室，主要是裂纹。对于单喷头及双喷头减温器，主要是喷头及喷水管断裂。,39,(2)原因分析 变更了原设计条件 前苏联原设计的文氏减温器喷水用的是自制冷凝水，因此，水温就等于饱和蒸汽温度，与过热蒸汽的温差较小。

36、而我国从前苏联引进此种结构时，并未遵守原设计的条件，而是用给水喷水，而且有不少电厂不投高压加热器，故给水温度只有150左右。水室工艺结构不良 水室结构复杂，变截面过多，需焊接处也较多，零件设计厚薄不均。振动疲劳断裂 在文氏二级减温器中，由于蒸汽流垂直冲击混合管，加之混合管上的支撑板长度太长，以及支撑板与集箱内壁间隙较大，因此，在高速蒸汽汽流冲击下易产生剧烈振动造成疲劳裂纹。焊接及机加工质量不良。以劣代优或碳钢、珠光体钢和奥氏体钢混用 末投高压加热器。归纳：文氏减温器的工作原理正确，雾化效果好，蒸发段短，是不应否定的。问题是要从上述各因素人手，解决所存在的问题。遵守原设计条件并在改造工艺性上下功

37、夫。在上述问题未得到很好解决时，可采用笛形管式或蜗壳式喷水减温器加以过渡。,40,5 管道的损坏及安全阀事故1)蒸汽及给水管道损坏(1)损坏时的现象 管道轻微泄漏时，发出响声，保温层潮湿、漏汽或滴水 管道爆破时，发出显著响声，并喷出汽水混合物。蒸汽或给水流量变化异常。爆破部位在流量表前，流量减少；在流量表之后，则流量增加。蒸汽压力或给水压力下降。给水管爆破时，锅炉水位下降。,41,(2)损坏的常见原因 管道安装不当，制造有缺陷，材质不合格，焊接质量不良。管道的支吊装置安装不正确，影响管道自由膨胀。蒸汽管道超温运行。蠕胀超过标准或运行时间过久，金属强度降低。蒸汽管道暖管不充分，产生严重水冲击。给

38、水质量不良，造成管内壁腐蚀；年久失修，管外壁腐蚀。给水管道局部冲刷管壁减薄。给水系统运行不正常，压力波动过大，水冲击或振动。,42,(3)给水管道损坏的处理 如给水管道泄漏轻微，能够保持锅炉结水，且不致很决扩大故障时，行，尽快投入备用锅炉；若故障加剧，直接威胁人身或设备安全时，则应停炉 如给水管道爆破，应设法尽快将故障管路与系统解列，若不能解列又无法保持汽包水位时，亦应停炉。(4)蒸汽管道损坏时的处理 如蒸汽管道泄漏轻微，不致很快扩大故障时，可维持短时间运行，尽快投入备用锅炉。若故障加剧，直接威胁人身或设备安全时，则应停炉。如锅炉蒸汽管道爆破，无法维持汽机的汽压或直接威胁人身、设备安全时停炉。

39、如蒸汽母管爆破，应设法尽快将故障管段与系统解,43,2)锅炉及管道的水冲击(1)水冲击时的现象 给水管道水击时，给水压力表指示不稳；蒸汽管道水击时，蒸汽压力表指示不稳。管道内有水击响声，严重时管道振动。非沸腾式省煤器水击时，省煤器内有水击响声，省煤器出口压(2)水冲击的常见原因 给水压力或结水温度剧烈变化；给水管退逆止阀动作不正常 给水管道或省煤器充水时，没有排尽宰气或给水流量过大；表面式减温器通水量过小，致使给水汽化；冷炉上水过快，水温过高，或蒸汽加热阀开度过大；锅炉点火时，蒸汽管道暖管不充分，疏水末排尽；蒸汽温度过低或蒸汽带水；非沸腾式省煤器的给水汽化。,44,(3)水冲击的处理 当给水管

40、道发生水击时，可适当关小控制给水的阀门，若不能消除时，则改用备用给水管道供水。当锅炉给水阀后的给水管道发生水击时，可用关闭给水阀(开启省煤器与汽包之间的再循环阀)，尔后再用缓慢开启的方法消除。当表面式减温器发生水击时，可关闭其入门阀，尔后再缓慢开启。若不能消除时，可暂时解列减温器。,45,当蒸汽管道发生水击时，则必须关闭减温水阀门，开启过热器、及蒸汽管道疏水阀，必要时，通知汽机司机开启有关的疏水阀。锅炉并炉时发生水击，应停止并炉。非沸腾式省煤器在点火升压过程中发生水击时，应适当延长点火升压时间，并增加上水与放水次数，保持省煤器出口水温符合规定。锅炉由于点火时使用加热装置不当而产生水冲击时，应适

41、当关小加热蒸汽阀或暂停加热。在汽水管道的水冲击消除后，应检查支吊架的情况，及时消除所发现的缺陷。,46,3)安全阀事故 安全阀是防止锅炉和容器内汽压超过规定值，保证锅炉机织和压力容器的安全运行的保安装置。安全阀的数量及排汽量在锅炉监察规程中均有明确规定，即每台锅炉至少应装设两个安全阀，其总排汽能力必须大于铭炉最大连续蒸发里，并保证汽包和过热器上全部安全阀开启后，铭炉的蒸汽压力上升幅度不超过安全阿最大开启压力的3，且不得使锅炉汽压超过设计压人的1.1倍。安全阀型式有杠杆式(由阀体、阀此、阀座、杠杆和重锤组成)、弹簧式(由阀体、阴芯、阀座、弹簧和调节装置组成)和脉冲式安全阀(由脉冲阀和主安全阀组成

42、)。,47,3)安全阀事故 杠杆式安全阀的优点是结构简单，配合件摩擦阻力小，动作灵活准确，易于调整；缺点是排汽量较小，常用于中、低压锅炉及压力容器中或作脉冲式安全阀的脉冲阀。弹簧式安全阀在国产4l0th、935th、1000th锅炉上得到广泛应用。脉冲式安全阀较广泛地用于自然循环锅炉上。其优点是排汽量大，密封性能好，动作灵敏可靠；缺点是阀门冲击振动大，结合面材质需采用高温耐磨材料，一般多采用钨铬钴基焊条或热507焊条堆焊，以保持HB在50以上。安全阀发生异常、故障的原因及消除措施见下表,48,49,50,51,52,53,6 汽包爆破和裂纹事故 电站过炉汽包爆破事故，国外最早见于1962年，国

43、内则仅有一例，发生在1968年底，都发生在水压试验时。对工业锅炉，国内外汽包爆破事例较多；据日本锅炉协会的统计，1961至1970年10年间发生了70起汽包爆破，占锅炉事故的19.7。国内工业锅炉汽包爆破，从解放前至今未绝。最近几年，又发生电厂锅炉汽包裂纹事故。汽包裂纹可总结为三种类型：(1)汽包筒体主焊缝裂纹。如电渣焊“八字裂纹”，八字裂纹在国产670th和400th锅炉汽包厂曾有发生。(2)汽包大直径下降管接头的K形焊缝裂纹。这种情形较为普遍。至目前，已有10多个电厂的670th、420th、400th、300th等锅炉上发生。(3)汽包内部预焊件焊缝裂纹。发生在汽包内部设备固定件的焊缝及

44、其热影响区上，一般未扩展到母材上。国内几个较大的锅炉制造厂生产的锅炉汽包中均有发生。,54,1)发生汽包爆破、裂纹的原因 发生汽包爆破、裂纹的原因是多方面的，而且往往是几个因素共同作用的结果。例如：设计结构不良；制造工艺欠佳；材质、焊接工艺欠佳、不稳定；焊接规范不合理；水压试验时水的温度低(导致壁温低)、启动升压速度过快等等。(1)设计结构不良 开孔内壁为尖锐边角。特别是直径159mm的大孔，造成结构不连续，在开孔内壁边缘上应力集中系数较大，实际应力为名义应力的2.5倍，苦制造中圆度超差(直径2/1000)则实际应力可达名义应力的4倍。加上国产汽包大管孔内部是尖锐边角(国外都有R15mm以上的

45、圆角)，这些地方很容易产生裂纹、在受压后，裂纹扩展。在汽包内部的大孔及焊缝边缘上焊支撑固定件，使局部应力集中过大，如英国某电站锅炉汽包爆破，就是由省煤器进水管的焊缝区焊了一支撑托架，使局部应力过大，在此产生裂源所致。大直径下降管接头结构不良。目前国内采用的下降管接头结构有多种。产生裂纹基本是在插入式K型焊缝上。如前所述的汽包爆破的国产400th锅炉就是这种结构。这种结构虽然工艺简单，抗疲劳寿命长，但因刚性大、产生约束应力而造成裂纹。如能采用马鞍式下降管接头，因焊缝刚件小，不易产生裂纹。,55,1)发生汽包爆破、裂纹的原因(1)设计结构不良 开孔内壁为尖锐边角。特别是直径159mm的大孔，造成结

46、构不连续，在开孔内壁边缘上应力集中系数较大，实际应力为名义应力的2.5倍，苦制造中圆度超差(直径2/1000)则实际应力可达名义应力的4倍。加上国产汽包大管孔内部是尖锐边角(国外都有R15mm以上的圆角)，这些地方很容易产生裂纹、在受压后，裂纹扩展。在汽包内部的大孔及焊缝边缘上焊支撑固定件，使局部应力集中过大，如英国某电站锅炉汽包爆破，就是由省煤器进水管的焊缝区焊了一支撑托架，使局部应力过大，在此产生裂源所致。大直径下降管接头结构不良。目前国内采用的下降管接头结构有多种。产生裂纹基本是在插入式K型焊缝上。如前所述的汽包爆破的国产400th锅炉就是这种结构。这种结构虽然工艺简单，抗疲劳寿命长，但

47、因刚性大、产生约束应力而造成裂纹。如能采用马鞍式下降管接头，因焊缝刚件小，不易产生裂纹。,56,(2)制造工艺欠佳 焊缝咬边、未焊透，使局部应力集中，残留应力高这往往是热处理过程中出现再热裂纹的裂源。筒身失圆度过大，可使开孔区应力增加到一次模应力的4倍。标准规定，失圆度2。国外经验证明失圆度2时，失圆度对应力影响不大，可不考虑。焊接热处理不当，产生再热应力。选用材质不当。前述前联邦德国和国产400th锅炉汽包材料为BHW38钢，此种钢可焊性差。对再热敏感缺口敏感性大冲击韧性低，低温易脆断。这也是两台锅炉汽包在水压试验时爆破的原因。(3)水压试验温度过低 前述国产400t/h锅炉水压试验时水温为

48、0；英国某电厂汽包水厅试验时水温为7；前联邦德国BHW38汽包水压试验时，水温为65，水压试验时壁温为35，均在水压试验时发生爆破。为此，机械部曾制定标准，对于选用BHW35钢的汽包水压试验时壁温应高于35，东锅建议为50。,57,(4)启动升温速度过快 控制锅炉启动升温速度。实质上也就是控制汽包上、下部和内、外部温差，对于定压额定负荷运行的锅炉应控制其温差小于4050。(5)产生“八字裂纹”的原因 初步分析认为：双焊丝未做作往复摆动，加之坡口较小，熔池中心和边缘熔池深度差较大，位于焊丝下面的电渣焊的温度较高最后完成结晶一些低熔点共晶化合物，很容易聚集。氧化夹杂物未能顺利上浮残村在枝品间，破坏

49、了金属的连续性形成，一个薄弱面在焊缝的收缩应力下沿枝间的夹杂物薄弱带开裂。在焊缝下30-60mm处，由于受三方面应力的叠加作用，成为应力最大部位。因价八字裂纹”比较密集。,58,(6)汽包内部预焊件焊缝发生裂纹的原因 汽包内部预焊件裂纹发生在熔合线和焊缝上。特征是冷裂纹(延迟裂纹)。原因是氢裂，潜伏期110 h，有的几天后才发生。影响因素有；低合金高强度钢对冷裂纹敏感，在熔合线上形成淬硬，对冷裂纹敏感的物质；焊缝中存在着足够的氢浓度；有残余应力由于未预热，而且有咬边、断弧等；膨胀系数：奥氏体钢为碳钢的1.421.55倍。,59,2)建议与措施 针对上述原因建议采用以下一些措施。(1)大直径下降

50、管接头不采用插入式(K型焊缝)。目前采用马鞍型为宜，逐渐过渡为冲压式。对20号钢的高、中压汽包，可继续采用插入式，但应严格按焊接规范，确保焊接质量。(2)汽包内大直径大于159mm的管孔内缘，均应设计为R15mm的圆角，不允许有尖锐边角。(3)汽包内大直径下降管孔边上严禁焊接支撑固定件汽包内部设备预焊件距大直径下降管焊缝应大于50 mm以免废力集中急剧增大。,60,2)建议与措施(4)水压试验时温度应保证汽包壁温大于材料脆性转变点(NDT)加70 对于BHW38钠的670th锅炉、建议壁温为50。(5)汽包失圆度2%。(6)汽包内预焊件应在整体热处理前焊接。(7)启动升温速度总的要求4/min