摘要
在国家实施节能减排政策的大背景下，大容量、高参数、高效率的新型机组逐步出现在电力行业的舞台。火力发电机组的锅炉承压部件处于极端恶劣的环境，随着火力发电机组逐步向超临界机组和超超临界机组不断发展，对锅炉材料耐高温性能和抗蠕变性能的要求也越来越高。由于燃烧系统、汽水系统原因，过热器管材长期存在着腐蚀、变形、磨损、结垢、过烧、泄漏等风险，从而导致炉管金属材料失效，发生爆管事故，不但增加了抢修作业的工作量，也造成燃料资源的极大浪费，给电力生产造成极大的经济损失。锅炉受热面爆管作为引起发电机组非停的主要原因，对其发生原理和预防措施的研究具有重要的意义。 本文以某300MW煤粉锅炉为研究对象，针对屏式过热器频繁发生爆管问题，在分析锅炉燃烧系统、屏式过热器运行参数的基础上，通过屏式过热器材质分析和金相结构分析，提出了预防过热器爆管的改造方案，并进行了实施验证。 研究结果表明，爆口为变形后的喇叭状，长50mm，宽20mm。金相组织结构表明，爆管是因为长期超温与短期超温综合作用导致的。通过将屏式过热器管局部更换为TP347HFG材质、检测更换剩余寿命过低的管材，并采用三次风口调整反切、屏式过热器入口联箱处加装外圈管节流圈等技术措施，烟速不均匀系数最高值由2.44下降至1.40，平均值由之前的1.72下降到1.26，最大烟气对流放热系数与平均值之比从调整前的1.67倍下降至1.22倍，各屏间壁温差异从30℃下降至14℃左右。 综合治理后的运行结果表明，屏式过热器工作条件得到了有效改善，同屏内降低了外侧管热负荷，各管工况下的壁温在设计值范围内，机组爆管率显著下降，每年由“四管”爆管引发的非计划停运次数占比由50%下降至20%，提高了屏式过热器运行的安全性。
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