為什么鍋爐沸騰式省煤器也會出現(xiàn)爆管?怎樣避免?
省煤器管內(nèi)的水是強迫流動,其放熱系數(shù)高達5800?11600W/(m2?!?,是鍋爐承壓受熱面中工作條件最好的,管壁溫度最低的。但是在有些鍋爐的沸騰式省煤器上多次出現(xiàn)蛇形管嚴重變形、脹粗和爆管事故。
省煤器蛇形管的變形、脹粗和爆管總是發(fā)生在最靠近豎井煙道爐墻管排的最后一圈,特別是在省煤器更換以后容易出現(xiàn)變形和爆管。鍋爐安裝時通常是先焊接管排,后砌爐墻,最邊上的管排與爐墻的間隙容易達到設計要求。而更換省煤器時,爐墻是不動的,靠近爐墻的管排吊裝及與聯(lián)箱焊接較困難。為了便于焊接,邊上的管排與爐墻的間隙較大,為設計間隙的2~3倍。因為煙氣走廊的阻力小,通過煙氣走廊的煙速高。因為爐墻不能降低煙氣溫度,煙氣經(jīng)過煙氣走廊時溫度下降較慢,使得煙氣的溫度高于通過中間管排的煙氣溫度。由于靠近兩側(cè)墻管排的煙氣放熱系數(shù)高,傳熱溫差大,造成兩側(cè)管排的吸熱量幾倍于中間管排的吸熱量。吸熱量的増多,使得管內(nèi)水的沸騰出現(xiàn)得較早,管內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽較多。由于蒸汽的體積比水大得多,汽水混合物的流動阻力大。并聯(lián)在省煤器進出口聯(lián)箱上的所有省煤器管排具有相同的壓降。因此,吸熱多的管排內(nèi)水的流量必然少,導致吸熱多的管排內(nèi)的水全部汽化并具有很高的過熱度。從圖中可看出,熱負荷較低的管子,其流量較大,管內(nèi)是汽水混合物;熱負荷較高的管子,其流量較小,管內(nèi)已是過熱蒸汽,虛線的左上方是過熱蒸汽區(qū),右下方是濕蒸汽區(qū)。因為過熱蒸汽在流速較低時,冷卻效果較差,造成管壁溫度超過鋼材許用溫度而嚴重變形、脹粗和爆管。
通過以上分析可以看出,省煤器管損壞的根本原因是存在煙氣走廊。因此,消除煙氣走廊是防止省煤管損壞的最有效措施。在兩側(cè)管排與爐墻之間填充耐火混凝土或耐火纖維,是消除煙氣走廊的較好方法。
發(fā)生省煤器管爆破的鍋爐大多是燃油鍋爐。因為燃油爐的高、低溫段省煤器不與空氣預熱器交叉布置,而是連續(xù)布置,兩者的管子直接焊接起來,中間僅留有檢查空間。由于高、低溫段省煤器的蛇形管排不經(jīng)聯(lián)箱交叉混合后再連接,使得在低溫段省煤器管排因煙氣走廊形成熱力不均時,不但得不到消除,而且在高溫段省煤器管排中得以保持并繼續(xù)擴大,其管排間的熱力不均更加嚴重。因此,在高、低溫段省煤之間增加混合交叉聯(lián)箱也是很好的解決方案。
以上兩個方案在幾個不同的廠分別實施后,均取得了非常滿意的效果。這說明上述關(guān)于沸騰式省煤器管爆破的理論分析是正確的,其解決方法是有效的。
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