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1、大容量锅炉四管泄漏的原因分析及防范措施大容量锅炉四管泄漏的原因分析及防范措施 摘要：随着社会的进步及工业的发展，越来越多的大容量锅炉被广泛的应用在发电作业领域中。而锅炉“四管”泄漏是造成发电机组非计划停运的重要原因，为了提高锅炉运行的安全性和经济效益，认真研究分析锅炉“四管”泄漏发生的原因并提出相应防范措施具有非常重要的意义。 关键词：大容量锅炉泄漏原因分析防范措施 中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 水冷壁、过热器、省煤器、再热器统称为锅炉“四管”,锅炉“四管”在锅炉中占有非常重要的地位 ,据不完全统计火力发电厂发生的事故数量约有一半发生在锅炉专业 ,而锅炉专业发生的
2、事故 ,有一半以上发生锅炉“四管”泄漏。所以，研究分析锅炉“四管”泄漏发生的原因并提出相应防范措施，才能保证电厂设备的安全运行具有重要的社会效益和经济效益。以下就“四管”的爆管泄漏问题展开探讨。 二、大容量锅炉四管泄漏的原因分析及其防范措施 （一）水冷壁爆管原因及预防措施 1、水冷壁爆管的主要原因是： （1）腐蚀。锅炉水冷壁管的腐蚀根据腐蚀部位和环境不同可分为水汽侧腐蚀和向火侧腐蚀两大类： 水汽侧腐蚀。水汽侧腐蚀类型有碱腐蚀、酸腐蚀、氧腐蚀、氢损伤、应力腐蚀破裂、沉积物下腐蚀和腐蚀疲劳等。 向火侧腐蚀。向火侧水冷壁管腐蚀即高温腐蚀，根据高温腐蚀发生的原因及腐蚀产物成分的分析，煤粉锅炉水冷壁高温
3、腐蚀一般可以分为以下几种类型：硫酸盐型高温腐蚀、硫化物型高温腐蚀、氯化物型高温腐蚀以及还原性气氛引起的高温腐蚀。 （2）过热。宏观表现为原始爆口呈喇叭状，边缘锋利且减薄严重，爆口有剪切唇，呈撕裂状，变形严重，内壁光滑，向火侧表面有一层黑色氧化皮，有明显塑性变形，呈韧性爆口。爆管主要是由于短时急剧过热造成材料的高温强度降低，从而引起塑性变形和瞬间破裂，并不是长时间过热引起的蠕变失效开裂。很多情况是由于异物堵塞水冷壁管，造成管内介质流动不畅，被异物堵塞处水冷壁管不能得到可靠冷却，短时急剧过热造成材料的高温强度降低，从而引起瞬间破裂。 （3）磨损。水冷壁磨损的部位主要是在一次风口周围的水冷壁管，因风
4、粉流冲刷磨损和吹灰器吹扫时的冲刷磨损等引发。一次风喷口周围水冷壁管的磨损，是因为一次风粉混合物喷进炉膛时，如果喷燃器安装角度不恰当、设计切圆过大、喷嘴在运行中烧坏或变形以及稳燃设施布置不当等，都会使煤粉气流冲刷水冷壁管，引起管壁磨损减薄，以至漏泄。稳燃设施一般布置在一次风管出口附近，使高温烟气产生回流，如果布置不当，很容易使一次风射流贴壁，引起水冷壁磨损和结焦。 2、预防水冷壁爆管的措施： 控制好一次风速和二次风速，运行人员如不能及时调整好一次风和二次风，以适应煤种的变化，会造成燃烧器损坏。严把化学技术监督，严格执行汽水品质跟班取样化验的规定，保证良好的汽水品质。按锅炉停用时间长短采取不同的停
5、炉保养措施，根据垢量、垢型和运行周期适时对锅炉进行酸洗，以保证水冷壁管的传热效果；加强吹灰管理，制定合理的吹灰程序、参数和吹灰周期，避免发生由于操作不当或吹灰设备存在缺陷而造成的受热面的吹损。低负荷运行时，上层一次风喷口冷却不够，未投用的一次风喷嘴，护板几乎处于干烧状态，得不到足够冷却，从而造成燃烧器的过热、变形直至损坏。运行中要加强运行控制调整。燃烧器选用的合金钢材料，满足锅炉正常运行时燃烧器耐磨损、耐高温的要求。将燃烧器内部烧损隔板更换为白钢板，同时在喷燃器出口区域的水冷壁管上加装护瓦，防止小油枪投入时水冷壁管直接接触高温火焰。利用机组停备及时对燃烧器内部进行检查，如有破损及时修复或更换隔
6、板。 （二）过热器与再热器爆管泄露的原因及预防措施 1、造成过热器与再热器爆管泄漏的原因有： （1）管材质量差或焊接质量差造成过热与再热器爆管： 管材质量差，如果管子本身存在分层、加渣等缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩大就会导致过热器管爆管； 焊接质量差，在制造或维修中由于焊接质量不过关，焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等会导致频繁爆管。 （2）受热面超温造成过热器与再热器管爆管 金属超过其额定温度运行时，有短期超温和长期超温两种情况，因此造成受热面过热爆管有短期过热和长期过热两类现象，受热面过热后，管材金属超过允许使用的极限温度，内部组织发生变化，降低了许用应力，管子在内应力作用下产生塑性变形
7、，最后导致超温爆管。 2、防止过热器再热器爆管泄漏的技术措施： （1）提供优质的炉管备品，从源头上保证炉管的可靠性。在采购环节选择质量可靠的厂商购买炉管，优质的管材是保证锅炉安全运行的基础。 （2）提高焊接质量，防止因焊接问题造成爆管。在大小修时锅炉的换管工作承包给有资质的火电安装公司进行焊接，并对焊接部分进行探伤检查，确保可靠。 （3）为了预防过热器再热器管超温，在运行中，应严格按运行规程规定操作，锅炉启停时应严格按启停曲线进行，控制炉膛出口温度不超过540，控制锅炉参数和过热器管壁温度在允许范围内。严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及水位等主要指标，防止超温超压、满水、缺水事故发生；做好锅炉燃烧
8、调整，防止火焰偏斜，注意控制煤粉细度，合理用风， 防止结焦，减少热偏差，防止锅炉尾部再燃烧；加强吹灰和吹灰器管理，防止受热面严重积灰；在一个8小时内全面吹灰可能导致汽温偏低，将水冷壁的吹灰任务分成三部分， 白班、前夜班、后夜班分工负责，保证24小时内全面吹灰一次以上，维持受热面清洁，保证锅炉给水品质正常及运行中汽水品质合格等。 （4）对运行作业的锅炉组件进行及时的检测维修，保证设备健康可靠运行。利用机组大小修的时间对锅炉各个受热面进行探伤检查发现个别炉管有缺陷时立即更换，防止炉管在运行中损坏，保证锅炉安全运行。 （5）对锅炉吹灰器定期检查维护，保证每个吹灰器能够正常投用。运行中出现吹灰器故障时
9、，立即联系检修并处理好。 （6）进行严格的汽水质量监督，保证凝结水、给水、炉水、蒸汽质量合格，防止炉管发生结垢。 （三）省煤器爆管泄漏原因及预防措施 1、造成省煤器爆管有以下几方面的原因： 给水质量差，水中含氧多，造成管子内壁腐蚀；烟气低温腐蚀；管子质量和焊接质量不好；给水温度和给水流量变化较大，造成管子的热应力过大；飞灰磨损严重等。在以上原因中，造成省煤器爆管的最主要最常见的原因是飞灰磨损和焊接质量这两个方面： （1）焊接质量差。焊工水平不高，焊接时存在砂眼、裂纹、咬边等现象，使焊缝存在潜在的隐患，造成焊缝泄漏后爆管；使用焊接方法不对，破口形式不对，焊丝、条不对，焊前未预热焊后未热处理，焊缝
10、强度不够等等。同过热器管爆管原因相似，制造或维修中由于焊接质量不过关也会导致省煤器管频繁爆管。 （2）飞灰磨损。在锅炉的过热器、省煤器和空气预热器三个主要对流受热面中，省煤器的磨损最严重。因为省煤器通常是错列布置，烟气对错列管束的冲刷比较强烈，磨损比顺列严重得多，而且省煤器处的烟气温度比较低，烟气中灰粒相对较硬，这两个因素使得省煤器磨损比过热器及空预器严重得多，省煤器磨损爆管主要发生在以下部位： 省煤器第二、第三排管子。因为省煤器通常是错列布置，省煤器第一排管子受到较低烟速即进入省煤器前空烟道内烟速地冲刷，进入第二排管子后由于烟气流通截面减小，速度突然提高，烟气中灰粒的冲击力较大，所以第二、第
11、三排管子磨损较以下各排管子严重； 省煤器管弯头处。省煤器管的弯头与竖井烟道两侧墙之间的间隙形成烟气走廊，因阻力较小，烟气流速高，磨损较严重； . 靠后墙的蛇形管排。对于大型锅炉，烟气自水平烟道转弯进入竖井烟道，由于离心力作用，烟气中大部分灰粒集中在竖井烟道的后墙，所以靠后墙的几排蛇形管排磨损较严重。当管外壁受烟气冲刷减薄后，强度明显降低，从而爆管泄漏。 2、造成省煤器磨损的原因分析及预防措施 导致磨损的原因有：燃煤含灰量高，飞灰中夹带硬颗粒；烟气流速过高或局部烟速过高；烟气含灰浓度分布不均，局部灰浓度过高。通常采用减少飞灰撞击管子的数量、降低烟气流速或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损。如：（1）
12、控制烟气流速，尤其是烟气走廊处的烟气流速，因此在安装和维修时，应尽量减小省煤器管子与墙之间的距离，同时使各蛇形管间距离要尽量均等；（2）对于局部烟气流速过高的地方，应在管子易磨损部位如：弯头处、第二第三排管子、靠后墙的几排管子等地方加装防磨装置；（3）对省煤器管冷喷涂高温耐磨涂料来增加管子的抗磨性。 三、结束语 为了有效防止“四管”爆破泄露，除在安装、维修、运行调整方面采取以上措施外，还要对锅炉受热面做好金属监督工作，主要包括以下几方面： 对受热面进行蠕胀、变形和磨损等情况的定期检查； 对长期存在过热问题的受热面，加装热工温度测点进行监督控制； 定期进行割管检查，对高温过热器、低温过热器管子做金相检验，对炉膛热负荷最高区域水冷壁管内壁结垢、腐蚀情况进行检查。 只有这样，才能有效防止锅炉“四管”泄漏可以为电厂降低检修成本，延长锅炉的使用寿命，从而提高锅炉运行可靠性和安全性，创造出更大的经济效益。 参考文献： 1 锅炉设备及运行M北京：水利电力出版社 2 锅炉设备运行技术M北京：中国电力出版社 3 刘永.锅炉“四管”泄漏原因分析及防范措施J.山东电力高等专科学校学报，2002（05）. 4 崔浩，刘云燕，于森.电厂锅炉四管泄漏原因分析及应对措施J.内蒙古科技与经济，2009（10）.-分享文档，传播知识，赠人以花，手自留香。
