電站鍋爐

電站鍋爐，通俗的說就是電廠用來發電的鍋爐。一般容量都比較大，現在主機是600MW目前比較先進的是超超臨界鍋爐，容量1000MW。有兩種主要類型的電站鍋爐：煤粉鍋爐和循環流化床鍋爐。這兩種類型的鍋爐是目前電站使用的主要類型。流化床爐和煤粉爐最大的區別是液體和煤粉。電站鍋爐蒸發系統中介質的循環有自然循環、輔助循環、四種方式DC和復合循環。

循環流化床鍋爐（簡稱CFB)其燃燒機理是將固體燃料流化，使其具有液體的流動性，以促進燃燒。可以加入石灰或者煤矸石脫硫，這樣更環保。循環流化床鍋爐燃燒煤粒，嚴重損壞鍋爐，維護費用一般相當高.

電站煤粉鍋爐只是把煤磨成煤粉，然后把空氣吹入爐膛燃燒。燃粉對鍋爐的磨損較小，比循環流化床鍋爐更好控制，在加壓或減壓時反應時間比循環流化床鍋爐快。

電站鍋爐

火力發電是我國的主要發電方式電站鍋爐作為火力發電廠的三大主要設備之一，隨著我國火電行業的發展而發展。

近年來，環保節能已成為中國電力工業結構調整的重要方向，火電行業也是如此'上大壓小'在政策引導下積極推進產業結構優化升級，關閉一大批低能效、污染嚴重的小火電機組大大加快了國內火電設備的更新換代。

中國 美國的電廠鍋爐行業，它既不是'朝陽產業'，也不是'夕陽產業'，而是一個與人類共存的永恒行業。隨著中國的蓬勃發展近年來，隨著我國國民經濟的發展，工業鍋爐制造業取得了長足的進步。其突出成效是：行業標準日益規范，技術水平逐步提高，產品品種不斷增加，經濟規模顯著擴大。

據《2013-2017年 中國電站鍋爐行業深度調研與投資預測分析報告》報道，2011年，1-12月份，電站鍋爐及輔助設備制造業銷售收入總額達到(規模以上工業企業銷售收入總和)1447.276億元，同比增長21.69%利潤總額達到113.94億元，同比增長40.06%2012年1-9月份，鍋爐及輔助設備制造業銷售收入總額達到1089.477億元，同比增長7.59%利潤總額達到73.914億元，同比增長2.89%

中國 美國電站鍋爐行業是一個發展中的行業，同時鍋爐行業和企業也面臨著各種挑戰。鍋爐行業必須堅持市場導向戰略，緊緊依靠科技進步，依靠科技創新，在國家能源和環保政策的指導下，調整企業結構和產品結構，制造和銷售符合市場需求的鍋爐，在激烈的市場競爭中占有一席之地。

十二五'在此期間，火力發電在全國電力中的比重將下降4-5個百分點，但中國煤炭資源豐富、電力短缺的資源特點決定了火力發電在未來很長一段時間內仍將在電力工業中占據重要地位。

前瞻產業研究院表示，雖然目前火電發展增速放緩，但長期來看，環保技術是進步的、發電成本降低、在電力需求增加等積極因素的推動下，火電行業未來發展前景樂觀。由此可見，火力發電廠燃煤鍋爐市場發展潛力巨大，其中CFB鍋爐、IGCC氣化爐的增長潛力將更加顯著。

電站鍋爐的“水冷壁”過熱器管”再熱器管”省煤器管”高溫腐蝕和磨損是管道泄漏的主要原因，也是常見的技術問題，對電廠的安全運行構成很大威脅，經常導致事故發生。發電廠簡稱發電廠鍋爐“四管”

主要有前墻布置、前后墻綠籬布置和四角布置。前兩種方式布置時，一般采用旋流燃燒器，其優點是煤粉管道布置簡單，但不適用于低揮發分高灰分燃料。四角布置是指直流燃燒器布置在爐膛的四個角上，其噴嘴的中心線與爐膛中心的一個假想圓相切。四角布置的缺點是風道布置復雜，但燃燒穩定，適用于多種燃料（包括褐煤、煙煤和貧煤等）

電站鍋爐的結構類型主要取決于燃料的特性、鍋爐容量和蒸汽參數等因素。常見的有倒U型、塔型和箱型。

倒U型

適用于各種容量的鍋爐和燃料，因此應用廣泛。該鍋爐的高度低于其他類型的鍋爐，受熱面布置方便風機和除塵設備可以放在地上，但占地面積較大。圖1中的鍋爐本體是倒U形的一個例子。

塔型

適用于燃用多灰煙煤和褐煤的鍋爐，無需翻煙道，可減少受熱面飛灰的局部磨損，占地面積小。但是爐體高，安裝維護復雜。

箱型

適用于大容量的燃油燃氣鍋爐。爐子上方的煙道分為兩部分：一部分直接接爐膛出口，煙氣向上流動；另一部分煙氣向下流動。其優點是結構緊湊，占地面積小，鍋爐與汽輪機連接方便。缺點是制造工藝復雜，維護困難。

電站鍋爐蒸發系統中介質的循環有自然循環、輔助循環、四種方式DC和復合循環。

自然循環

通過蒸發系統的下降管和上升管中的工作物質之間的密度差來建立循環。超高壓以下鍋爐廣泛采用自然循環。亞臨界壓力鍋爐也可采用自然循環方式，但汽包內壓力一般限制在20 MPa以下。

輔助循環

與自然循環的主要區別在于循環泵安裝在蒸發系統的下降管和上升管之間。循環的驅動力不僅取決于工質的密度差，還取決于循環泵的壓力。因此，蒸發表面的布置是自由的，并且滾筒的直徑可以更小。這種循環方式主要用于亞臨界壓力鍋爐。

直流鍋爐

直流鍋爐沒有汽包，給水由給水泵的壓力通過各級受熱面最終變成過熱蒸汽。直流鍋爐廣泛應用于高壓以上的機組，可以采用超臨界壓力參數。直流鍋爐無鍋筒，采用小直徑管子，所以鍋爐內汽水和金屬的蓄熱比較小，隨給水進入鍋爐的鹽不能通過排污除去，所以對自動控制和水處理的要求比較高。

復合循環

在直流鍋爐汽水系統中增加一臺循環泵，將直流鍋爐與輔助循環結合起來。聯合循環鍋爐的汽水系統有多種布置方案。圖3是典型的超臨界壓力復合循環的示意圖。當負荷較高時，循環泵用作增壓泵，系統作為直流鍋爐運行。在一定負荷下投入再循環時，通過水冷壁的流量是給水流量和再循環流量之和。該系統的特點是高度降低、低負荷時水冷壁內的流速差有利于低負荷運行，高負荷時流動阻力不會太大。圖4示出了具有亞臨界壓力的復合循環系統，也稱為低速率循環。在該系統中，汽水分離器安裝在蒸發受熱面的出口處。滿載時，周期比為1.2～2.0之間。與純直流鍋爐相比，低倍率循環鍋爐的蒸發系統阻力更小，更適合變壓運行，所用分離器直徑也比普通汽包小得多。 

流化床鍋爐

是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）因此，鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環流化床鍋爐。但是有很大的不同。早期的循環流化床鍋爐因其流化速度高而被稱為快速循環流化床鍋爐。快速床的基本理論也可用于循環流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基礎理論已經研究了很長時間，并形成了一定的理論。要理解循環的原理，就必須了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床到湍動床再到快速床的各種狀態下的動力學特性、燃燒特性和傳熱特性。

流態化

當有流體通過固體顆粒時，隨著流體速度的逐漸增加，固體顆粒開始運動，固體顆粒之間的摩擦力也在增加當流速達到一定值時，固體顆粒之間的摩擦力等于它們的重力，每個顆粒可以自由運動，所有的固體顆粒都呈現出類似于流體狀態的現象，這種現象稱為流態化。

對于液固流態化固體顆粒，顆粒在床內均勻分布，稱為“散式”流態化。對于氣固流態化中的固體顆粒，氣體并不是均勻地流過床層，固體顆粒分組進行湍流運動，床層中的孔隙率隨位置和時間而變化這種流態化叫做流態化“聚式”流態化。循環流化床鍋爐屬于“聚式”流態化。

固體顆粒（床料）流體（流化風）而完成流化過程的設備叫做流化床。

電站煤粉鍋爐

室燃爐也叫煤粉爐。原煤經篩選、粉碎研磨至大部分顆粒小于0.1 mm煤粉后由燃燒器噴入爐內懸浮燃燒。煤粉噴入爐內后能迅速著火，煙氣可達1 500℃左右的高溫。而煤粉與周圍氣體的相對運動很弱，煤粉只有在較大的爐膛內停留2 ~ 3  s才能基本燃盡，所以煤粉爐的爐膛容積往往是同等蒸發量層燃爐的兩倍。這種鍋爐的優點是可以燒各種煤，燃燒完全，所以鍋爐容量可以做得很大，適合大、大中型鍋爐。鍋爐效率一般能達到90%～92%其缺點是輔機多，自動化水平高，需處理鍋爐給水，基建投資大。

臨界流化速度

1.對于由粒徑均勻的顆粒組成的床層，當通過固定床的氣速很低時，床層壓降隨風速的增大成正比增大，當風速達到一定值時，床層壓降達到最大值，略高于床層的靜壓如果風速繼續增大，固定床會突然解鎖，床層壓降下降到床的靜壓。如果床由寬篩顆粒組成，其特征如下：在大顆粒移動之前，床內小顆粒已經部分流化，床層從固定床到流化床的解鎖現象不明顯，但分層流化現象經常發生。顆粒床從靜止狀態變為流化狀態所需的最小速度稱為臨界流化速度。隨著風速的進一步增加，床層壓降幾乎不變。循環流化床鍋爐一般流化風速為2－臨界流化速度的3倍。

2.影響臨界流化速度的因素：

1）床層厚度對臨界流速影響不大。

2）臨界速度隨著材料層當量平均直徑的增大而增大。

3）當固體顆粒的密度增加時，臨界速度增加。

3）當流體的運動粘度增加時，臨界速度降低：如果床溫升高，臨界速度降低。

成因

爐外小管道的噴砂主要有焊縫噴砂和沖刷、兩種腐蝕減薄爆破。在設計、施工、運行維護質量控制不佳是爐外小管道爆破事故的主要原因。

1.1 設計原因

按照設計慣例，鍋爐房和設計院對DN≤80 mm的管道不提供施工平面布置，施工單位往往不進行二次設計，所以管道的安裝位置只能根據現場實際情況來確定。根據這種結構，可能有兩個缺陷：一是管道支撐不合理，或直管段過長，導致管道受熱膨脹受阻，導致焊縫產生應力裂紋；二是彎頭太多，管道太長，流動阻力大，管內介質溫降太大，不同溫度的介質相遇后，容易導致高溫主管道或設備產生熱疲勞裂紋。另外，在疏水的設計上、當使用污水管時，閥門后面的管道材料應考慮冷卻和減壓，導致閥門前面、后管段材質不一致，不能滿足熱態啟動和主蒸汽溫度驟降的要求。

1.2 施工原因

1) 管道安裝工藝差

管子對接錯口，沖刷減薄后爆口；過熱器不銹鋼取樣管的焊接普遍采用火焰焊的對焊方式，焊縫質量差。

2) 管道加工質量差

冷彎后管子的彎曲半徑太小、橢圓度和波紋度過大，導致有效路徑減小，彎頭易因沖刷減薄而爆開。

3) 質檢要求不嚴格

施工規范DL5007-92焊接條顯然會在鍋爐水壓范圍內*76 mm以下疏水、放水、排污、取樣管為ⅲ類接頭，即一次門或二次門后的施工焊縫只做外觀檢查，不做探傷；與主蒸汽管相連的疏水管道誤認為僅啟動疏水，歸為二級焊接接頭，僅按5%檢驗數量控制檢驗，導致檢驗率遠低于50%這些焊縫的質量不能滿足高溫高壓管道的要求。

1.3 運維原因

1) 監管不嚴

運行、維修單位對爐外小管道安全運行的重要性認識不足，未將爐外小管道納入監督檢查范圍，導致管道腐蝕嚴重、腐蝕減薄和閥門泄漏等缺陷長期存在。

2) 維修質量不高

維修單位力量不足，焊接、金屬檢驗水平不高，大、小修時只關注鍋爐本體和壓力容器，忽略了鍋爐外的小管道，維修質量難以保證。

3) 延伸服務是常見的

按《電力工業鍋爐壓力容器檢驗規程》(DL647-1998)和過熱器出口集管、集汽聯箱、與主蒸汽管相連的小直徑管道、彎頭、運行超過105 小時的三通和閥門應全部更換。

預防

2.1 充分重視爐外小管道的安全運行

生產單位必須轉變觀念，統一思想，充分認識爐外小管爆炸事故的危害性和采取有效防范措施的必要性，加強管理，摸清爐外小管的實際工況，堵塞漏洞，杜絕惡性爐外小管爆炸事故的發生。

2.加強設計、施工及其他環節的管理

在設計、施工時，爐外小管道應與相應等級母管連接、對閥門前后管道一視同仁，完善小管道安裝維修工藝和質量驗收標準，加強焊縫探傷和安裝過程的檢查監督，確保安全、質量隱患消滅在初始階段。

2.3 加強生產經營階段的監督檢查

電廠要將爐外小管道納入金屬監管范圍，研究制定爐外小管道監管辦法、循環和標準，結合大、小修付之實施。特別是管道焊縫、彎頭、閥門、支吊架等薄弱環節是金屬監督和定期檢驗的重點部位。爐外小管的監督檢查應形成制度，確保其安全運行。

2.4 更換不合格管段

對爐外小管道進行普查，發現腐蝕、沖刷減薄超標、應更換或消除有過多焊接缺陷的管道或配件；對于過熱器出口的集管、來自蒸汽集管的空氣、疏水、壓力信號等小口徑管道，與主蒸汽管連接的小管道、彎頭、運行超過105 小時的三通和閥門應完全更換。