2：過(guò)熱器爆漏原因分析
引起電站鍋爐過(guò)熱器爆漏的常見(jiàn)原因有：選材裕度不足：爐膛高度偏低：蒸汽重量流速偏低：結(jié)構(gòu)布置欠妥：受熱面積過(guò)大：焊接質(zhì)量問(wèn)題：腐蝕：磨損：膨脹拉裂：鍋爐的變工況運(yùn)行，高加的正常投運(yùn)：但我廠爆漏的原因主要是超溫過(guò)熱爆漏，本文從流動(dòng)和傳熱特性著手，分析引起超溫爆漏的原因，并提出相應(yīng)的措施。超溫爆管的理論分析。
鍋爐管壁溫度總是高于其它的工質(zhì)溫度，此兩者之間的溫度差與受熱面的熱功當(dāng)量負(fù)荷q，管壁至工質(zhì)的放熱系數(shù)a2。金屬管壁及水垢層厚度δj及δg和他們的導(dǎo)熱系數(shù)λj及λg等有關(guān)。對(duì)于現(xiàn)代的鍋爐在維持正常的給品質(zhì)下，基本上可保證無(wú)垢運(yùn)行。
超溫爆管，主要是金屬管壁的溫度工況超過(guò)材質(zhì)所允許的溫度極限而引起的金屬管子失效。它分為短時(shí)過(guò)熱爆管和長(zhǎng)時(shí)過(guò)熱爆管。短時(shí)超溫爆管基本上由于機(jī)組處于變工況運(yùn)行引起，長(zhǎng)時(shí)超溫爆管影響因素較多，受熱,,,,功當(dāng)量面積灰、結(jié)垢、不合理的燃燒調(diào)整引起。故為尋求引起超溫爆管的原因，首先得分析金屬管壁的壁溫作為判斷依據(jù)。
我們知道：
從公式中可知：影響金屬壁溫度的因素，可以從兩方面考慮，既蒸汽側(cè)和金屬側(cè)，在傳熱學(xué)上講，它們主要體現(xiàn)在煙汽側(cè)的熱負(fù)荷q及蒸汽側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)a2上。
2）：蒸汽側(cè)放熱系數(shù)a2的影響因素：
物性參數(shù)對(duì)放熱系數(shù)a2的影響
在電站鍋爐中，過(guò)熱器蒸汽壓力，溫度的變化在兩個(gè)方面：當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，對(duì)同一過(guò)熱器來(lái)說(shuō)，它的壓力，溫度隨之變化，負(fù)荷增加，則溫度壓力隨著增大，a2增大，反之亦然。在相同負(fù)荷時(shí)，不同部位的換熱器P、T也不同，沿蒸汽流向P是逐漸降低的，而T是逐漸升高的，從而使放熱系數(shù)a2降低，不利于對(duì)流換熱。
流量對(duì)放熱系數(shù)a2的影響
流量對(duì)放熱系數(shù)a2的影響，可以從幾個(gè)方面考慮。首先從運(yùn)行角度來(lái)看，負(fù)荷的變化會(huì)影響放熱系數(shù)a2的大?。浩浯喂芷灵g的流量分配也對(duì)局部地區(qū)的換熱系數(shù)a2的影響。
A：負(fù)荷變化對(duì)放熱系數(shù)a2的影響：
外界負(fù)荷的變化必然要求蒸汽流量與之相適應(yīng)，當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)，過(guò)熱器中的蒸汽質(zhì)量流量隨之增大,a2也會(huì)增加，此時(shí)發(fā)生的過(guò)熱器爆管，我們應(yīng)首先考慮煙汽側(cè)的熱流密度q變化，當(dāng)q/a2升高時(shí)可導(dǎo)致爆管，當(dāng)然，前提是在綜合考慮各種原因的基礎(chǔ)上，排除外部因素如發(fā)生異物堵塞等。
對(duì)于低負(fù)荷運(yùn)行狀況下的過(guò)熱器爆管，由于蒸汽質(zhì)量流量較高負(fù)荷下為小，因此對(duì)流放熱功系數(shù)的a2也小，對(duì)流冷卻管壁差，易造成管壁壁溫升高，如鍋爐緊急啟動(dòng)時(shí)，蒸汽流量較小，而導(dǎo)致煙汽熱負(fù)荷q相對(duì)較高，對(duì)流放熱系數(shù)a2減小，從而引起管子超溫失效，具體對(duì)于輻射式過(guò)熱器，其氣溫特性，隨著蒸汽發(fā)量D的上升，蒸汽出口氣溫下降故對(duì)于輻射式過(guò)熱器主要考慮低負(fù)荷運(yùn)行情況。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，輻射過(guò)熱器中工質(zhì)的流量和鍋爐燃料按比例減小，但爐內(nèi)輻射熱并不按比例下降，因?yàn)闋t內(nèi)火焰溫度的下降并不多，也就是說(shuō)，隨著鍋爐負(fù)荷的降低，爐內(nèi)輻射的份額相對(duì)上升。對(duì)于金屬管壁來(lái)講,q/a2相對(duì)會(huì)增加，另外，由于，輻射過(guò)熱器中蒸汽的焓增加，出口氣溫上升，使得管內(nèi)平均氣溫上升，從而導(dǎo)致對(duì)流換熱系數(shù)a2下降，兩者共同作用使金屬壁溫上升更大，導(dǎo)致超溫爆管，如此時(shí)發(fā)生爆管，還應(yīng)根據(jù)爆口斷面特征鑒別，究竟上由于低負(fù)荷運(yùn)行的原因，抑或是管材質(zhì)量問(wèn)題。
對(duì)于對(duì)流過(guò)熱器，經(jīng)驗(yàn)表明：超溫爆管常發(fā)生在高負(fù)荷運(yùn)行，尤其上負(fù)荷突增時(shí)，負(fù)荷D增加，出口氣溫隨之上升,a2下降且高溫過(guò)熱器區(qū)域發(fā)生積灰嚴(yán)重，積灰使熱阻增大，傳熱系數(shù)下降，加速了管材的超溫失效，發(fā)生爆管。
B：流量分配對(duì)的a2的影響：
單相流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，有許多因素使并列管子間流量分配不均，另外，吸熱不均也會(huì)造成流量不均。
首先設(shè)計(jì)原因引起的流量分配不均：聯(lián)箱的引入、引出方式布置不當(dāng)，使得蒸汽在聯(lián)箱中流動(dòng)靜壓變化過(guò)大造成流量偏差。對(duì)于蒸汽由徑向引入聯(lián)箱的并聯(lián)管組，同進(jìn)口聯(lián)箱與引入管三通外形成局部渦流，使得該渦流區(qū)附近管組流量較小，從而引起較大的流量偏差。聯(lián)箱孔末透導(dǎo)致各管阻力相差較大。因同屏并聯(lián)各管的結(jié)構(gòu)（管長(zhǎng)、內(nèi)徑、彎頭數(shù)等）差異引起各管的阻力系數(shù)相差較大造成流量偏差。實(shí)際上，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置上的不合理性往往同時(shí)存在，因而可能會(huì)加劇超溫爆管的發(fā)生。其次制造工藝，安裝及檢修質(zhì)量問(wèn)題引起流量分配不均。焊接質(zhì)量問(wèn)題引起的爆漏，同前面水冷壁焊接問(wèn)題基本相同。異物堵塞：由于流體腐蝕及制造，安裝或檢修人為因素造成管內(nèi)有異物，而引起的管屏流量不均以至爆管，無(wú)論是異物堵塞還是焊口質(zhì)量，都可使管內(nèi)局部阻力加大，而在總的壓降不變情況下，局部阻力的增加,使該管中流體流量下降，同時(shí)在總流量一定的情況下該管中的流量必然重新分配到其它的管中，流量的自動(dòng)調(diào)整與分配會(huì)加劇局部渦流，從而影響到其它管的流動(dòng)。最后減溫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理（或故障）也會(huì)引起流量不均。
3）：煙氣側(cè)熱負(fù)荷的影響
對(duì)于電站鍋爐過(guò)熱器來(lái)講，影響煙氣側(cè)的熱功當(dāng)量負(fù)荷的因素相當(dāng)多，熱負(fù)荷的變化是多種因素綜合的結(jié)果。一般來(lái)講，難以用一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)字模型來(lái)衡量它們之間的因變關(guān)系。這里，僅做定性分析，研究一下主要影響因素。
爐內(nèi)然燒工況：爐內(nèi)然燒工況，主要是指運(yùn)行時(shí)，爐辦煙氣動(dòng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)發(fā)生變化。如我廠噴燃器采用前后墻對(duì)沖燃燒，正常時(shí)投入A、B、D、E火焰中心在設(shè)計(jì)位置，如A、B、D、E、任一臺(tái)磨故障時(shí)C磨組投運(yùn)，火焰中心上移在D一定時(shí)，煙溫升高，輻射吸熱量份額減小，對(duì)流吸熱量份額加大，引起對(duì)流過(guò)熱器超溫。運(yùn)行因素，運(yùn)行因素對(duì)爐工況的影響相當(dāng)復(fù)雜，如燃燒調(diào)整不當(dāng)，燃料成份的變化都將引起過(guò)熱器壁面熱負(fù)荷的變化。如燃料的低級(jí)位發(fā)熱量提高時(shí)，由于理論燃燒溫度和爐膛出口煙溫升高，可能導(dǎo)致?tīng)t膛結(jié)渣，從而使過(guò)熱器壁溫?zé)嶝?fù)荷增大。又如燃料量不變而水份增加，則煙溫降低，煙溫體積增加。最終會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器出口汽溫上升，過(guò)熱器熱負(fù)荷發(fā)生變化。
高壓加熱器投入率：高壓加熱器的停運(yùn)或部分投運(yùn)，會(huì)使鍋爐給水溫度大幅度降低，勢(shì)必影響鍋爐負(fù)荷，為了保證負(fù)荷，往往要加大燃料量，這樣，一方面，機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用增加了，另一方面將引起過(guò)熱器熱負(fù)荷q的增大，飛灰速度加大，飛灰磨損加劇，從而引起管壁超溫或減溫水超限。因此，高加的投入率偏低也往往引起過(guò)熱爆管。
