固废利用垃圾焚烧发电电厂焚烧炉受热面频繁爆管原因及解决措施

查看全部 · 发表于 2021-3-30 19:42:17

爆管部位现象和原因分析

1、爆管部位和爆管事故规律

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当垃圾焚烧锅炉爆管发生的时候，一般来说都会发生在高温过热器或者是部分低温过热器的迎风面位置。过热器的迎风面整体呈现出弹坑形状的大面积剥落减薄，只需要用焊条进行点戳就会发生破裂。通过测厚仪对其相应的壁厚进行检查后发现，一般来说这些迎风面都会因为腐蚀剥落，其壁厚在一毫米以下的水平。每次在停炉对其停炉检测的时候往往会发现管壁会由于腐蚀剥落的问题而产生一些减薄现象。很多项目在两年过后，会发生爆管随时发生的情况。具体见下表所示。

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2、爆管原因

由于垃圾焚烧产生的烟气当中含有大量的氯以及金属元素，其实际组成成分非常复杂，这些元素或者是化合物和烟气混合交融形成的混合物熔点比较低。如果烟气的温度达到650℃以上的时候，这些混合物团粒会以融熔状黏附到高温过热器管束的表面。通过化学作用以及电化学作用慢慢侵蚀管束机体的外表面，从而进一步造成管束变薄，最终引发爆管事故。在最开始的时候，垃圾焚烧发电锅炉出现爆管问题的频率并不是很高。当前国内很多垃圾焚烧锅炉频繁爆管原因主要有以下几个方面的内容：

首先，锅炉的一些高参数和设计不匹配是引发爆管现象的主要原因。当前，国内垃圾焚烧锅炉普遍采用5.0MPa、485℃的蒸汽参数。而在这样的情况下，垃圾焚烧锅炉高低温过热器频繁腐蚀爆管的问题随之出现。这一现象产生的根本原因在于垃圾焚烧锅炉的主蒸汽采用了一些高参数。虽然按照热力学的相关内容把20号锅炉钢换成12CrlMoV。然而，由于高温过热器在使用的时候其相应的受热面积灰污染指数缺乏一些基础数据，因此从最开始设计工作进行的时候对高温过热器及蒸发器等受热面布局等一系列内容都缺乏一些科学的依据。从当前已经投入正常运行的各个项目来看，当垃圾焚烧炉用过一年之后，其高温过热器管束表面积腐蚀程度将会随着时间的不断推移呈现高斜率增长。由于锅炉在运行的过程当中，相应的换热进一步减少，从而进一步使得高温过热器处的烟气温度长期超过650℃。进一步形成恶性循环，严重的困扰了整个行业的进一步发展。

其次，工业垃圾多、垃圾成分复杂也是造成余热锅炉频繁爆管的重要原因之一。由于我国目前垃圾分类相关工作进行得并不是十分充分，而且产生垃圾的量相对来说比较小。因此为了进一步提高焚烧过程当中的发电量，国内的垃圾焚烧发电项目焚烧工业垃圾的情况十分普遍。然而工业垃圾当中一些盐分、氯以及其他元素和一些腐蚀性的物质含量普遍很高，从而进一步导致产生的烟气具有更强的腐蚀性。一旦黏附于高温过热器表面将会使腐蚀进一步加剧，导致爆管问题频频发生。

系统性解决方法

根据文章上述分析不难发现，要想对垃圾焚烧余热锅炉高温过热器频繁爆管的问题进行全方位的解决，就必须要采用一些系统的方法全方位的控制各个方面的要素。然而，在实际控制工作进行的过程当中要想兼顾各个方面的内容实践起来有着相当的困难，采用单纯的技术无法使其得到全面的解决。因此在实际工作的过程当中，要全方位的结合锅炉的具体规模、垃圾量以及垃圾成分等各个方面的因素综合对其进行考虑。

首先，对于一些垃圾量充足，而且垃圾处置费合理的中小规模垃圾焚烧发电项目来说，在余热锅炉实际使用的过程当中应该采用4.0MPa、400℃参数的垃圾焚烧炉。这种类型的项目，在运行的过程当中，不应该过度追求创新，应该采用一些成熟的中温中压垃圾焚烧炉。同时还需要严格地控制好入厂垃圾的具体成分，避免其超负荷运行。虽然发电量在一定程度上减少，但是由于运行过程当中的稳定性比较强，因此其综合效益和综合经济效益可以得到很好的保障。

其次，对一些已经采用了高参数和大型垃圾焚烧的发电项目应该采用对受热面全面CMT堆焊的系统化方法。当前，国外国内采用5.0MPa、485℃以上的高参数垃圾焚烧炉以及余热锅炉属于创新行为。因此，一些可依据的研究成果以及相应的数据比较少。从已经投入运行的项目来看，高参数垃圾焚烧锅炉在应用的过程当中高温过热器、低温过热器等受热面都出现了较为严重的腐蚀爆管，严重影响这些项目的经济效益。

根据初步实践可以采取以下系统化的方法：

从设计源头采取一系列方法，比如增大高温过热器的节距，采用250~300毫米。其次，要进一步加强运行控制，加强对人厂垃圾的管理力度。减少焚烧一些高盐高腐蚀性的工业垃圾。要对受热面进行全面的CMT堆焊。应该采取一些强度相对来说比较高和抗腐蚀性能良好的材料INC-ONEL625。