鍋爐受熱面損壞的原因及預(yù)防措施

□ 孫 陽(yáng)

一、電廠燃煤鍋爐受熱面損壞的影響

鍋爐受熱面的損壞是指水冷壁、省煤器、過(guò)熱器、再熱器泄漏、爆破等。在電廠鍋爐設(shè)備的各類事故，受熱面損壞事故最為普遍，約占各事故總數(shù)的30%左右。鍋爐受熱面一旦發(fā)生泄漏或爆破，大多均停爐后處理，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失將是巨大的。當(dāng)受熱面發(fā)生爆破時(shí)，由于大量汽水外噴將對(duì)鍋爐運(yùn)行工況產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，爆破側(cè)煙溫將明顯降低，使鍋爐兩側(cè)煙溫偏差增加，給參數(shù)的控制調(diào)整帶來(lái)困難。水冷壁發(fā)生爆管時(shí)，還將影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐慑仩t滅火。當(dāng)受熱面發(fā)生泄漏或爆破后，如不及時(shí)停運(yùn)處理，還極易造成相鄰受熱面管壁的吹損，并對(duì)空預(yù)器、電除塵器、吸風(fēng)機(jī)等設(shè)備帶來(lái)不良的影響。因此，發(fā)生受熱面損壞事故后應(yīng)認(rèn)真查找原因，制定防范對(duì)策和措施，盡量避免和減少泄漏或爆管事故的發(fā)生。

二、鍋爐受熱面損壞的主要原因

1.制造質(zhì)量方面的原因。受熱面材質(zhì)不良，設(shè)計(jì)選材不當(dāng)或制造、安裝、焊接工藝不合格。例如：某電廠低溫段省煤器泄漏，被迫停爐處理。查找原因就是省煤器管排一彎頭焊接處有一沙眼，屬制造廠家的原因。

2.設(shè)計(jì)、安裝方面的原因。受熱面支吊或定位不合理，造成管屏晃動(dòng)或自由膨脹不均，管間或屏間相對(duì)位移、相互摩擦損壞管子，吹灰器噴嘴位置不正確造成吹壞管子。

3.材質(zhì)變化方面的原因。給水品質(zhì)長(zhǎng)期不合格或局部熱負(fù)荷過(guò)高，造成管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，垢下腐蝕或高溫腐蝕，使管材強(qiáng)度降低。由于熱力偏差或工質(zhì)流量分配不均造成局部管壁減薄或設(shè)備運(yùn)行年久、管材老化所造成的泄漏和爆管事故是較為常見(jiàn)的故障。此外，對(duì)于直流鍋爐而言，如發(fā)生管內(nèi)工質(zhì)流量或給水溫度的大幅度變化還將造成爐內(nèi)相變區(qū)發(fā)生位移，從而使相變區(qū)壁溫產(chǎn)生大幅度的變化導(dǎo)致管壁疲勞損壞。

4.運(yùn)行及其他方面的原因。造成爐管泄漏或爆破的原因是多種多樣的，其中有設(shè)備問(wèn)題也有運(yùn)行操作上的問(wèn)題。如：吹灰壓力控制過(guò)高或疏水不徹底造成的吹損管壁，由于燃燒不良造成的火焰沖刷管屏以及爐膛爆炸或大塊焦渣墜落所造成的水冷壁管損壞等。此外，受熱面管內(nèi)或水冷壁管屏進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)閥或節(jié)流圈處結(jié)垢或被異物堵塞，使部分管子流量明顯減少，管壁過(guò)熱而造成的設(shè)備損壞事故，運(yùn)行中也較為常見(jiàn)。

還有鍋爐給水中斷或汽包水位過(guò)低造成管壁過(guò)熱后，如處理不當(dāng)立即進(jìn)水，就將產(chǎn)生極大的交變應(yīng)力，必將造成受熱面的損壞。

三、鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)現(xiàn)象和處理原則

1.受熱面損壞的常見(jiàn)現(xiàn)象。（1）鍋爐受熱面損壞時(shí)爐膛或煙道內(nèi)可聽(tīng)到泄漏聲或爆破聲，鍋爐各參數(shù)由于自動(dòng)調(diào)節(jié)雖基本保持不變，但給水流量卻不正常地大于主蒸汽流量。嚴(yán)重時(shí)，汽包水位下降。（2）鍋爐兩側(cè)煙溫差、汽溫差將明顯增大，受熱面損壞側(cè)的煙溫將大幅度降低。（3）爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成爐滅火。（4）在爐膛負(fù)壓投自動(dòng)的情況下，吸風(fēng)機(jī)開(kāi)度將自行增大，電流增加。在吸風(fēng)機(jī)未投自動(dòng)時(shí)，爐膛負(fù)壓將正，此時(shí)應(yīng)立即手動(dòng)操作開(kāi)大吸風(fēng)機(jī)擋板，維持爐膛負(fù)壓正常。

2.鍋爐受熱面損壞的處理原則。（1）當(dāng)受熱面泄漏不嚴(yán)重尚可維持繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃料、給水和風(fēng)量，維持鍋爐各參數(shù)在正常范圍內(nèi)運(yùn)行。給水自動(dòng)如動(dòng)作不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)切至手操控制，必要時(shí)還可適當(dāng)降低主蒸汽壓力或降低鍋爐負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)密監(jiān)視泄漏部位的發(fā)展趨勢(shì)，做好事故預(yù)想，并向調(diào)度申請(qǐng)停爐并做好停爐前的準(zhǔn)備工作。（2）受熱面泄漏嚴(yán)重或爆破，使工質(zhì)溫度急劇升高，導(dǎo)致管壁嚴(yán)重超溫，不能維持鍋爐正常運(yùn)行或危及人身、設(shè)備安全時(shí)，應(yīng)立即按手動(dòng)緊急停爐進(jìn)行處理。如機(jī)組單元制運(yùn)行，還要緊急停機(jī)處理。停爐后為防止汽水外噴，應(yīng)保留吸風(fēng)機(jī)運(yùn)行，維持正常爐膛負(fù)壓，直至泄漏或爆破處蒸汽基本消失后方可停用吸風(fēng)機(jī)。為了防止電除塵器極板積灰，應(yīng)即停止向電除塵器供電，保持電除塵連續(xù)振打方式。為了防止灰斗堵灰，應(yīng)將電除塵器、空氣預(yù)熱器、省煤器灰斗內(nèi)的積灰放盡。（3）還應(yīng)作好泄漏或爆破點(diǎn)附近及周圍防止汽、水噴出傷人的安全措施。（4）若受熱面爆破引起鍋爐全滅火或角滅火時(shí)，則應(yīng)按鍋爐滅火MFT動(dòng)作處理，由于受損壞引起蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度過(guò)高，過(guò)低或兩側(cè)偏差過(guò)大時(shí)，還應(yīng)結(jié)合異常的有關(guān)要求進(jìn)行處理。

四、防范措施

1.總則。（1）減少“四管”泄漏，要堅(jiān)持預(yù)防為主的方針，充分分析泄漏原因，掌握泄漏的現(xiàn)狀和規(guī)律，采取必要的措施，防止事故的擴(kuò)大和重復(fù)發(fā)生。（2）為了防止“四管”泄漏，必須堅(jiān)持全過(guò)程質(zhì)量管理，對(duì)受熱面的制造、安裝、檢修、運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關(guān)。（3）停爐后，在條件允許時(shí)要進(jìn)行全面細(xì)致的防磨檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2.制造驗(yàn)收。（1）鍋爐“四管”進(jìn)行改造更換時(shí)，要選擇有制造資格的制造廠家制造，數(shù)量較大時(shí)，要派人到制造廠監(jiān)造、抽檢設(shè)備質(zhì)量。（2）新進(jìn)的管材或管排應(yīng)有以下質(zhì)量證明書(shū)：圖紙、產(chǎn)品合格證、材質(zhì)證明書(shū)、制造前材質(zhì)復(fù)檢記錄、焊接工藝評(píng)定報(bào)告、焊接合格證書(shū)、焊接抽樣試驗(yàn)報(bào)告、焊縫修復(fù)報(bào)告、無(wú)損探傷報(bào)告、熱處理檢驗(yàn)報(bào)告、水壓試驗(yàn)報(bào)告、通球試驗(yàn)報(bào)告。（3）管子外觀檢查：外形尺寸、壁厚及偏差，橢圓度符合要求，管子表面應(yīng)無(wú)裂紋、重皮、砂眼、機(jī)械損傷和腐蝕；內(nèi)外表面直道符合標(biāo)準(zhǔn)要求，管子端面無(wú)磁力。（4）管子驗(yàn)收時(shí)要進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。（5）合金鋼管子要進(jìn)行100%光譜復(fù)檢。

3.安裝檢修。（1）受熱面改造更換時(shí)，制定嚴(yán)密的安全措施和焊接、熱處理工藝等技術(shù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。（2）嚴(yán)格審核施工人員資格，高壓焊工要求具有有效的相應(yīng)合格證。（3）施工前施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)各項(xiàng)技術(shù)措施，焊工要模擬現(xiàn)場(chǎng)條件，按照工藝措施焊接5個(gè)代樣，一次連續(xù)合格后方可現(xiàn)場(chǎng)施焊。（4）受熱面焊口要進(jìn)行100%無(wú)損探傷，不合格焊口要根據(jù)工藝措施及時(shí)處理，并要求復(fù)探合格。合金鋼焊口挖補(bǔ)不能超過(guò)兩次，碳鋼焊口挖補(bǔ)不能超過(guò)三次。需要熱處理的焊口在熱處理后探傷要求合格。（5）蒸發(fā)Ⅰ、Ⅱ段及頂棚管在燒密封時(shí)要防止咬邊缺陷。（6）更換帶鰭片的管子時(shí)，注意檢查鰭片有無(wú)咬邊現(xiàn)象。（7）受熱面管子更換時(shí)，除特殊情況外，嚴(yán)禁用割把進(jìn)行割管。管子割開(kāi)后要對(duì)管子嚴(yán)加封堵，防止異物掉進(jìn)管子造成堵塞。管子更換較多時(shí)，要割聯(lián)箱進(jìn)行清理。（8）受熱面管子更換后應(yīng)做工作壓力下水壓試驗(yàn)，一組受熱面的50%以上管子更換新管后，要進(jìn)行超水壓試驗(yàn)。

4.防磨檢查。（1）在鍋爐停用時(shí)，如果條件允許，防磨檢查小組對(duì)鍋爐四管受熱面認(rèn)真檢查并做好記錄。（2）防磨檢查重點(diǎn)部位項(xiàng)目及對(duì)策。①水冷壁：a.水冷壁高溫區(qū)、掛焦區(qū)管子腐蝕發(fā)黑變色的區(qū)域進(jìn)行打磨測(cè)厚。檢查噴燃器附近有無(wú)因粉、風(fēng)磨損引起的壁厚減薄現(xiàn)象。b.水冷壁是否結(jié)焦嚴(yán)重，冷灰斗處有無(wú)被掉焦砸傷、砸壞的管子。c.爐膛四角管子、噴燃器口及孔、門(mén)彎管部位有無(wú)因膨脹受阻引起的管子拉裂或變形的現(xiàn)象。d.對(duì)水冷壁全面檢查有無(wú)因焊口缺陷、鰭片咬邊和材質(zhì)缺陷引起的泄漏。e.對(duì)水冷壁上的吹灰孔、人孔、看火孔周圍管子進(jìn)行全面檢查，檢查有無(wú)因吹灰蒸汽和漏風(fēng)引起的管子沖刷、磨損減薄現(xiàn)象。f.對(duì)發(fā)生過(guò)爆管泄漏的部位重點(diǎn)進(jìn)行檢查。g.大修時(shí)對(duì)熱負(fù)荷較高的區(qū)域設(shè)監(jiān)視管并定時(shí)割管檢查結(jié)垢腐蝕情況。

②過(guò)熱器、再熱器、省煤器：a.檢查所有管子有無(wú)變形、變色；對(duì)流管、排管卡是否燒壞，管子是否出列。定期進(jìn)行脹粗測(cè)量，不合格者及時(shí)更換。重點(diǎn)檢查以前因過(guò)熱爆過(guò)的管子附近管排。b.檢查過(guò)熱器、再熱器、省煤器受熱面有無(wú)因材質(zhì)不良和焊接缺陷引起的泄漏缺陷。c.檢查過(guò)熱器、再熱器、省煤器水平段、彎頭的結(jié)焦腐蝕和壁厚減薄情況。d.檢查吹灰器附近的管子有無(wú)吹損現(xiàn)象。e.對(duì)過(guò)熱器、再熱器、省煤器監(jiān)視段管子定期進(jìn)行金相和化學(xué)分析。

③防磨處理，經(jīng)常受吹灰蒸汽、煙氣沖刷比較嚴(yán)重的部位，預(yù)先進(jìn)行噴涂、抹面等防磨處理措施，增強(qiáng)管子的耐磨性。

5.其它。（1）對(duì)于吹灰器存在的缺陷，要快速、有效、完全消除。當(dāng)吹灰器故障不能進(jìn)行吹灰或吹灰器不能退出，一時(shí)難于處理的，要對(duì)該吹灰器進(jìn)行切電，隔離汽源。（2）應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行人員管理，管理干部多下現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行“走動(dòng)式”管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。運(yùn)行人員加強(qiáng)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及時(shí)聯(lián)系處理。要制定巡回檢查考核條例，嚴(yán)格考核，杜絕各種不認(rèn)真吹灰及檢查走過(guò)程現(xiàn)象，采用形式多樣手法督促運(yùn)行人員提高巡檢質(zhì)量。（3）嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程要求，對(duì)有關(guān)參數(shù)變化要嚴(yán)肅論證，從安全出發(fā)，避免顧此失彼，從而影響鍋爐安全。（4）檢修要加強(qiáng)設(shè)備消缺，同時(shí)注意消缺臺(tái)帳登記工作，對(duì)于易磨易損設(shè)備按周期定期檢查、更換。檢修也應(yīng)定期巡檢設(shè)備，建立必要的巡檢登記卡，詳細(xì)記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

總結(jié)了電廠燃煤鍋爐受熱面損壞的各類原因以及可以采取的預(yù)防措施，與大家進(jìn)一步商討和研究，避免筆者電廠鍋爐受熱面損壞的現(xiàn)象發(fā)生和重復(fù)出現(xiàn)；而且列舉了許多鍋爐受熱面損壞的案例，讓大家吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。我們必須要重視電廠鍋爐受熱面損壞的影響，清楚受熱面損壞的主要原因以及處理原則，制定詳細(xì)的防范對(duì)策和措施，認(rèn)真加以落實(shí)，這樣，鍋爐受熱面損壞的現(xiàn)象可以預(yù)防和避免的。筆者電廠自上次受熱面損壞事故后，認(rèn)真總結(jié)，積極吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定詳盡的預(yù)防措施，取得良好的效果。至今已安全運(yùn)行累計(jì)1950天，刷新了安全運(yùn)行記錄。