省煤器有哪些常见的故障和排除方法

省煤器有哪些常见的故障和排除方法

省煤器作为锅炉系统的关键余热回收设备，其运行稳定性直接影响锅炉热效率与安全性。常见故障多集中于磨损泄漏、积灰堵塞、低温腐蚀、振动异响四大类，以下结合故障机理与排除方法进行系统分析：

一、磨损泄漏

故障现象

管束局部出现砂眼或裂纹，导致给水渗漏至烟道（可见烟气含湿量异常升高）；

泄漏严重时，锅炉水位急剧下降，触发低水位保护停机。

成因分析

飞灰冲刷：燃煤锅炉烟气中飞灰浓度高（可达100g/m³），灰粒以20-30m/s速度冲击管束迎风面，导致壁厚减薄；

安装偏差：管束间距不均或支撑框架变形，引发局部气流加速，加剧磨损；

材质缺陷：管材存在夹渣、气孔等微观缺陷，在应力作用下扩展为裂纹。

排除方法

预防性防护：

在管束迎风面加装厚度3-5mm的1Cr13防磨瓦，覆盖前2排管束；

采用H型鳍片管替代光管，通过改变气流方向减少直接冲刷。

泄漏定位与修复：

使用超声波测厚仪检测管束壁厚，标记减薄量＞30%的区域；

对砂眼采用氩弧焊补焊（焊材选用与母材匹配的TIG-J50），裂纹需切除后更换管段；

修复后进行1.25倍工作压力水压试验（保持5分钟无渗漏）。

二、积灰堵塞

故障现象

省煤器进出口压差急剧上升（正常值＜0.1MPa，堵塞时可达0.3MPa以上）；

锅炉排烟温度升高（＞150℃），热效率下降。

成因分析

灰分特性：生物质燃料含钾、钠等碱金属，燃烧后生成低熔点灰渣（熔点＜800℃），易黏附管壁；

清灰失效：蒸汽吹灰器压力不足（＜1.5MPa）或声波清灰频率过低（＜2次/小时）；

结构缺陷：管束节距过小（＜80mm）导致灰桥形成。

排除方法

机械清灰：

启动蒸汽吹灰器（压力≥1.8MPa，蒸汽温度＞300℃），每次吹灰时间5-8分钟；

对顽固积灰采用高压水冲洗（压力10-15MPa，水温60-80℃），需注意防止管束热震开裂。

化学清洗：

配制5%柠檬酸+0.1%缓蚀剂溶液，循环清洗4-6小时，溶解碱性灰渣；

清洗后用除盐水冲洗至pH=6-8，防止酸洗残留腐蚀管材。

结构优化：

将管束节距扩大至100-120mm，减少灰桥形成概率；

在烟道入口加装多级旋风除尘器，降低入口灰浓度（＜20g/m³）。

三、低温腐蚀

故障现象

管束内壁出现均匀减薄或点蚀坑，严重时导致穿孔泄漏；

腐蚀产物为白色粉末状硫酸盐，伴随刺激性酸味。

成因分析

硫酸露点腐蚀：燃料中的硫燃烧生成SO₂，进一步氧化为SO₃，与水蒸气结合形成硫酸（H₂SO₄），在管壁温度低于酸露点（通常120-140℃）时凝结腐蚀；

材质不耐蚀：普通碳钢管（20G）在硫酸环境中的腐蚀速率可达0.5mm/年。

排除方法

材质升级：

低温段管束改用ND钢（09CrCuSb），其抗硫酸腐蚀速率较20G降低80%；

极端工况下采用TP316L不锈钢或内衬搪瓷管。

工艺控制：

提高排烟温度至酸露点以上15-20℃（通过调整省煤器旁路开度实现）；

燃料中添加石灰石（CaCO₃）进行炉内脱硫，将SO₃生成量减少60%。

腐蚀监测：

安装腐蚀探针实时监测管壁减薄速率，当速率＞0.2mm/年时预警；

定期割管取样（每2年一次），进行金相分析评估剩余寿命。

四、振动异响

故障现象

省煤器区域出现周期性振动（频率5-20Hz），伴随金属撞击声；

振动导致管束支撑框架松动，甚至引发管束裂纹。

成因分析

气流诱发振动：烟气流经管束时产生卡门涡街，当涡街脱落频率与管束固有频率接近时引发共振；

水锤效应：给水阀门快速关闭时，水流惯性产生压力冲击（峰值可达工作压力的3倍）。

排除方法

结构消振：

在管束尾部加装整流栅板，破坏涡街形成条件；

对易振管束绑扎钢丝绳或增加横向支撑，提高结构刚度。

水锤防护：

给水管道安装微阻缓闭止回阀，延长阀门关闭时间至10-15秒；

锅炉启动前进行水压试验，排除管道内空气。

动态监测：

布置振动加速度传感器，实时监测振动幅值（安全阈值≤50mm/s²）；

当振动超标时，自动调整引风机频率降低烟气流速。

五、预防性维护策略

定期巡检：每班检查省煤器进出口压差、排烟温度及泄漏迹象；

停炉保养：长期停运时，向省煤器内充入氮气（压力0.03-0.05MPa）防止氧腐蚀；

寿命管理：建立管束壁厚数据库，对剩余寿命＜2年的管段提前更换。

结语：省煤器故障的根源多与设计、运行、维护三环节密切相关。通过材质升级、结构优化与智能化监测技术的综合应用，可将故障率降低70%以上，保障锅炉系统长期高效稳定运行。