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高温蠕变型、应力氧化裂纹型过热爆管主要发生在过热器中,氧化减薄型过热爆管主要发生在再热器中。
长期过热的主要原因包括热偏差、热力计算失误、错用钢材及异物堵塞。
短期过热是一个突发过程,运行中管子金属温度超过材料的下临界温度,因内部介质压力作用发生爆裂。
短期过热通常发生在水冷壁、过热器和再热器向火面。
长期过热与短期过热爆管特征见表1-2-1。
长期过热与短期过热爆管特征
2) 热偏差
影响热偏差的主要因素是热应力不均和水力不均。
3) 传热恶化
第一类传热恶化也称作膜太沸腾,是指管外热负荷过大,因管壁形成汽膜导致的沸腾传热恶化。
第一类传热恶化所对应的临界热负荷非常大,大型电站锅炉一般不会发生。
第二类传热恶化即管内环状流动的水膜被撕破或者“蒸干”。发生第二类传热恶化的热负荷低于第一类传热恶化的热负荷值。直流炉因加热、蒸发、过热三阶段无明显分界点,工质含汽率x 由0逐渐上升到1,发生第二类传热恶化不可避免。
直流锅炉蒸发受热面的沸腾传热恶化现象主要与工质的质量流速、工作压力、含汽率和管外热负荷有关。
(3)受热面磨损
受热面磨损是由含灰气流对受热面冲刷撞击造成的。受热面磨损的速度与气流速度的三次方成正比,与飞灰浓度成正比,与管子的排列方式、管子的耐磨性能有关,同时,飞灰硬度、形状、直径大小也是影响受热面磨损速度的因素。
受热面磨损是省煤器爆管的主要原因。
(4)受热面腐蚀。
1) 炉管内高温氧化腐蚀。受热面管子中铁离子在一定的温度下氧化,随着受热面壁温度升高,氧化速度不断加快;当温度高于580℃时,炉管金属内壁氧化皮层由FeO、Fe2O3、Fe3O4三种氧化物组成,最靠近金属的氧化物FeO构成氧化层的主要部分。
由于FeO的晶体疏松不紧密,晶体缺陷多,易造成氧化层脱落,使金属与氧易于接触而重新氧化,加速了氧化过程,产生高温氧化腐蚀破坏。同时,氧化皮脱落导致受热面堵塞,管子过热爆管。
2) 炉管内结垢、腐蚀。给水品质不良,炉水品质差,引起炉管管内结垢,结垢后易产生垢下腐蚀。同时,结垢使传热热阻增大,管壁温度上升,强度减弱,发生爆管。
3) 受热面的高温黏结灰和高温腐蚀。在高温烟气环境中,飞灰沉积在受热面管子表面,烟气和飞灰中的有害成分(复合硫酸盐)会与管子金属发生化学反应,使管壁减薄、强度降低,称为高温腐蚀。
4) 制造、安装、检修质量不良。如管材或管子钢号错误、管子焊口质量不合格、弯头处管壁严重减薄。
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