鍋爐四管泄漏的規(guī)律及防范措施分析

張 堯

（晉控電力塔山發(fā)電山西有限公司， 山西 大同 037001）

引言

鍋爐的四管由省煤器、過(guò)熱器、再熱器、水冷壁組成，是運(yùn)行過(guò)程中的重要部件并主要用于蒸發(fā)及過(guò)熱環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍋爐的使用范圍得到擴(kuò)展，逐漸成為重要的生產(chǎn)設(shè)備，但出現(xiàn)的問(wèn)題也隨之增加。四管泄漏與磨損問(wèn)題是目前鍋爐運(yùn)行的常見(jiàn)現(xiàn)象，并對(duì)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生影響。一般情況下，參數(shù)高、容量大的鍋爐四管泄漏原因以磨損與過(guò)熱為主，成為阻礙運(yùn)行的主要因素。

1 鍋爐四管泄漏的規(guī)律

1.1 泄漏原因

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中四管泄漏主要包含以下幾種情況：一是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對(duì)流過(guò)熱器易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象；二是低溫再熱器的掛壁管出現(xiàn)泄漏，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐因發(fā)生故障停止運(yùn)行；三是在冷卻環(huán)節(jié)中，鍋爐水冷壁面泄漏，增加運(yùn)行安全隱患；四是，鍋爐覆蓋的過(guò)熱器出現(xiàn)問(wèn)題，引發(fā)低溫再熱器的泄漏。影響鍋爐四管泄漏的原因較為繁雜，例如管材超溫、磨損、應(yīng)力與腐蝕等，因其具有特殊性，實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的實(shí)際效率并不明顯，當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)[1]。另外，在維修與檢查時(shí)，由于細(xì)節(jié)處理不到位、檢查不全面，也可能導(dǎo)致運(yùn)行故障。出現(xiàn)停運(yùn)問(wèn)題的原因多為綜合因素影響，在細(xì)小問(wèn)題的不斷累積中，四管泄漏的風(fēng)險(xiǎn)急劇上升，并呈現(xiàn)出突發(fā)性與隱蔽性等特點(diǎn)。

在實(shí)際鍋爐管理時(shí)，根據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題的不同，鍋爐內(nèi)部機(jī)組的運(yùn)行條件也有所不同，在不斷變化與發(fā)展過(guò)程中，主要以運(yùn)行模式、煤質(zhì)與體制為重要組成部分。若其中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將對(duì)整個(gè)鍋爐運(yùn)行安全產(chǎn)生威脅，導(dǎo)致四管泄漏現(xiàn)象頻發(fā)。因此，在突發(fā)問(wèn)題種類較多的情況下，泄漏問(wèn)題具有周期性的特點(diǎn)，并因?qū)嶋H條件的不同，泄露位置也有所不同。

1.2 設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)象

通過(guò)對(duì)過(guò)熱對(duì)流器的研究發(fā)現(xiàn)，首先，鍋爐四管泄漏的主要規(guī)律表現(xiàn)為對(duì)流器表面受熱力影響出現(xiàn)裂紋，通常呈縱向式且位于迎火側(cè)，裂口處以脆性的粗糙斷口為主并出現(xiàn)明顯氧化，形成較厚的鐵質(zhì)與裂紋，進(jìn)而影響鍋爐的正常運(yùn)行。其次，當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的低溫再熱器出現(xiàn)故障時(shí)，吊掛管的泄漏煙道內(nèi)將發(fā)出異響，并伴隨少量水蒸氣出現(xiàn)，因其隱蔽性較強(qiáng)，此時(shí)各項(xiàng)內(nèi)部數(shù)據(jù)并未出現(xiàn)異常變化，參數(shù)維持在正常水平，實(shí)際補(bǔ)水量也未出現(xiàn)增加情況。再次，當(dāng)鍋爐水冷壁出現(xiàn)泄漏時(shí)，通常表現(xiàn)為保溫罩滴水，當(dāng)氣水分離器的水管運(yùn)行時(shí)，內(nèi)外鍋爐包廂將出現(xiàn)明顯異響，爐內(nèi)燃燒惡化。最后，當(dāng)鍋爐覆蓋過(guò)熱器出現(xiàn)泄漏時(shí)，實(shí)際蒸發(fā)量的參數(shù)將出現(xiàn)異常，并與積水量出現(xiàn)不符情況，此時(shí)補(bǔ)水量將增大，進(jìn)而影響鍋爐運(yùn)行的效率。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，因外部環(huán)境較為復(fù)雜、受熱不均，將會(huì)出現(xiàn)與外部接觸面熱脹冷縮的現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)四管泄漏的概率將會(huì)增加。

圖1 展示了某電廠水冷壁管爆口，該爆口管內(nèi)存在焊瘤，因焊瘤阻力導(dǎo)致管內(nèi)水流量減少，金屬得不到良好冷卻，導(dǎo)致管子長(zhǎng)期過(guò)熱。

圖1 水冷壁長(zhǎng)期過(guò)熱爆口

2 防范四管泄漏的具體對(duì)策

2.1 規(guī)范管材質(zhì)量

管材質(zhì)量是鍋爐運(yùn)行安全的重要保障。若出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，將會(huì)增加四管泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。首先，在更換四管時(shí)應(yīng)對(duì)材料有較高要求，從源頭上確保管材的質(zhì)量，減少四管泄漏發(fā)生的概率。因質(zhì)量較差的管材本身可能帶有裂縫且?jiàn)A渣情況較為普遍，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，易受外力影響而發(fā)生泄漏。其次，應(yīng)注重管材保存與領(lǐng)取使用的環(huán)節(jié)，提升材料制作的質(zhì)量，全面加強(qiáng)管材的耐高溫能力，確保鍋爐的平穩(wěn)運(yùn)行。最后，在焊接環(huán)節(jié)中，應(yīng)對(duì)其質(zhì)量嚴(yán)格把控，精確處理焊接口，避免出現(xiàn)裂紋與咬邊的情況，降低受熱面方向的泄漏問(wèn)題。

為切實(shí)提升管材的質(zhì)量，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)廠家的原材料全面把控，使用質(zhì)量合格的材料進(jìn)行生產(chǎn)。在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)適當(dāng)提升加工技術(shù)，確保內(nèi)部設(shè)備的先進(jìn)生產(chǎn)，并對(duì)其嚴(yán)格管理與監(jiān)督，確保生產(chǎn)技術(shù)維持在較高水平，便于相關(guān)鍋爐設(shè)備的功能正常發(fā)揮，確保鍋爐生產(chǎn)的安全運(yùn)行。另外，在換管之前，應(yīng)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的管材進(jìn)行光譜測(cè)試，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)分析其主要特征，確保管材安裝高質(zhì)量完成。與此同時(shí)，要對(duì)焊接階段加以重視，其作為四管泄漏影響的關(guān)鍵因素，應(yīng)全面檢測(cè)受熱面的接口，通常以射線的形式進(jìn)行檢查，且需保持在100%，增強(qiáng)焊接口的實(shí)際質(zhì)量[2]。

2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局

當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，因受熱面的不同將會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，進(jìn)而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)運(yùn)行，導(dǎo)致部分部件的位置發(fā)生移動(dòng)，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的安全隱患。例如，受外部條件影響出現(xiàn)較大溫差時(shí)，受熱膨脹的部位通常承受較大壓力，在超負(fù)荷的情況下將產(chǎn)生管材裂紋，進(jìn)而發(fā)生泄漏現(xiàn)象。因此，為確保鍋爐的平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)注重管材的焊接部分，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)受熱面精準(zhǔn)分析，對(duì)膨脹壓力較大的位置針對(duì)性地采取解決措施，并對(duì)其進(jìn)行封閉處理。在調(diào)整鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)對(duì)磨損問(wèn)題加以重視，尤其是管壁與管卡之間的摩擦，將護(hù)板安裝在適當(dāng)?shù)牟课唬倚杓庸烫幚泶_保鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中能夠保持聯(lián)動(dòng)，有效減少各部位間的摩擦。另外，在運(yùn)行時(shí)管材可能發(fā)生碰撞，因此，應(yīng)在適當(dāng)部位安裝保護(hù)裝置，如防磨護(hù)鐵等，切實(shí)降低出現(xiàn)泄漏的概率。

2.3 加強(qiáng)運(yùn)行管理

2.3.1 設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)定值

在鍋爐機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，為確保其平穩(wěn)應(yīng)對(duì)實(shí)際操作模式科學(xué)設(shè)定，在正確的生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)下，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與定值的選擇尤為重要。在設(shè)置鍋爐機(jī)組的保護(hù)定值時(shí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保與安全等方面考慮，重視其對(duì)定值的影響。定值制定的合理與精確操作能夠?yàn)殄仩t機(jī)組運(yùn)行的安全與水平提供重要保障，在提升安全性能時(shí)，確保經(jīng)濟(jì)性同步發(fā)展。一方面，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)定值時(shí)，因機(jī)組運(yùn)行的復(fù)雜性，定值的設(shè)定通常具有不固定性，一般與機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際負(fù)荷相關(guān)聯(lián)，如溫度、氧氣含量與蒸汽壓力等。另一方面，將一系列的影響參數(shù)組成定值并繪制精確曲線圖，為定值的設(shè)定提供數(shù)據(jù)支撐，確保其設(shè)備定值的合理設(shè)置。

2.3.2 控制操作規(guī)范

嚴(yán)格的操作規(guī)范是鍋爐機(jī)組安全運(yùn)行的重中之重。當(dāng)鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝后，機(jī)組與系統(tǒng)的相關(guān)功能已具體明示，在運(yùn)行模式與實(shí)際承受壓力明確的同時(shí)，應(yīng)根據(jù)操作說(shuō)明對(duì)其進(jìn)行啟?？刂疲诿鞔_參數(shù)曲線的情況下，對(duì)鍋爐機(jī)組內(nèi)的運(yùn)行操作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。制造廠家給出操作使用說(shuō)明相對(duì)較為保守，在實(shí)際機(jī)組運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)其調(diào)整，通過(guò)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)其科學(xué)控制，并將設(shè)計(jì)安裝結(jié)構(gòu)不合理的部分全面優(yōu)化，但在此過(guò)程中應(yīng)檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本特征，在不改變其運(yùn)行規(guī)律的前提下進(jìn)行改良。為切實(shí)減少四管泄漏的現(xiàn)象發(fā)生，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)燃料燃燒環(huán)節(jié)加以重視，精準(zhǔn)控制風(fēng)速，避免風(fēng)速過(guò)高導(dǎo)致熱負(fù)荷過(guò)于集中。當(dāng)出現(xiàn)火焰偏斜時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鍋爐內(nèi)部的燃燒中心，當(dāng)煙溫偏差過(guò)高時(shí)將加劇部件的磨損，并伴隨結(jié)渣與腐蝕的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致受熱面溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍，進(jìn)而發(fā)生鍋爐運(yùn)行故障?？刂茪鉁貢r(shí)，應(yīng)首先對(duì)受熱面的熱量分布均勻，對(duì)壓紅線運(yùn)行精準(zhǔn)調(diào)控，并在低負(fù)荷時(shí)對(duì)氣體溫度嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，其次重視機(jī)組設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的受熱情況，尤其是負(fù)荷快速上升期間，應(yīng)嚴(yán)格控制對(duì)流受熱面的溫度，避免其在超高溫下運(yùn)行[3]。最后，應(yīng)確保燃料的充分燃燒，并通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒實(shí)現(xiàn)對(duì)汽溫的精準(zhǔn)把控。在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)應(yīng)減少對(duì)減溫水的使用，確保其流量在正常范圍內(nèi)且保持相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)流量變化相對(duì)較大時(shí)，將對(duì)汽溫的控制能力減弱，極大增加減溫器的運(yùn)行負(fù)荷，易出現(xiàn)鍋爐的四管泄漏。

2.3.3 保護(hù)與自動(dòng)

鍋爐設(shè)備的保護(hù)主要體現(xiàn)在汽包水位上，是確保機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵所在，并在投入使用時(shí)不應(yīng)隨意解除保護(hù)裝置。當(dāng)水位偏高時(shí)，對(duì)汽溫的影響較大，水位低時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的下降管將帶有汽溫，嚴(yán)重影響鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行。目前，鍋爐機(jī)組的運(yùn)行模式以集控為主，在此過(guò)程中所需的人力大量減少，因此，應(yīng)重視對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化。在控制裝置的逐步完善中應(yīng)結(jié)合實(shí)際操作環(huán)境，確保其發(fā)揮主要作用。設(shè)備的保護(hù)與自動(dòng)裝置應(yīng)具備較高水平，確保在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能夠有效投入使用。與此同時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平不斷提升鍋爐設(shè)備運(yùn)行的效率，在優(yōu)化與改進(jìn)中增強(qiáng)自動(dòng)化控制水平，并根據(jù)具體運(yùn)行參數(shù)調(diào)整結(jié)果。將自動(dòng)化控制深入落實(shí)到具體操作中，實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)組運(yùn)行的高效性，在進(jìn)一步確保精準(zhǔn)控制的同時(shí)，減少因人工操作而產(chǎn)生的細(xì)小誤差。

2.4 提升防治管理效率

第一，應(yīng)重視對(duì)化學(xué)的監(jiān)督，嚴(yán)格監(jiān)督其使用規(guī)范，確保鍋爐內(nèi)部的水質(zhì)質(zhì)量合格，并在運(yùn)行中將水與汽的品質(zhì)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)水質(zhì)質(zhì)量差時(shí)應(yīng)將機(jī)組設(shè)備停止運(yùn)行，并立即采取解決措施，確保其安全運(yùn)行。另外，在保障質(zhì)量的同時(shí)，應(yīng)對(duì)凝汽器的運(yùn)行情況加以監(jiān)控，對(duì)溶氧問(wèn)題精準(zhǔn)調(diào)控。因其泄漏時(shí)將對(duì)水冷壁產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，因此應(yīng)對(duì)其處理加以重視[4]。第二，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的吹灰管理，因?qū)φ羝祷視r(shí)易受熱不均，從而導(dǎo)致四管泄漏現(xiàn)象，因此在實(shí)際執(zhí)行操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程處理，根據(jù)使用說(shuō)明做好調(diào)試準(zhǔn)備工作，并定期對(duì)吹灰設(shè)備進(jìn)行檢查與維修，確保其正常投入使用，全面提升鍋爐機(jī)組運(yùn)行的效率。第三，組織實(shí)施防磨防爆監(jiān)督檢查工作，建立完善的防磨防爆信息系統(tǒng)。加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督管理，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況制定設(shè)備安全運(yùn)行措施；合理安排機(jī)組檢修計(jì)劃，做到“逢停必檢”。

3 結(jié)語(yǔ)

鍋爐四管泄漏原因呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的特點(diǎn)，并在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中受影響的因素較多，主要體現(xiàn)在管材、制造與安裝等方面。

因四管在鍋爐運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，為切實(shí)增強(qiáng)生產(chǎn)效率與減少經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)重視設(shè)備的檢查與維修工作，并在操作時(shí)嚴(yán)格按照說(shuō)明規(guī)范操作，確保四管運(yùn)行的嚴(yán)密性，并在此過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)技術(shù)與運(yùn)行模式全面優(yōu)化，且提升鍋爐機(jī)組的防磨防爆能力，為其平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。