再議鍋爐四管泄漏

【摘要】通過對鍋爐四管泄漏原因進行總結(jié)歸類，并結(jié)合印度賈蘇古達電廠鍋爐“四管”泄漏的事故，分析鍋爐“四管”泄漏發(fā)生的原因，提出相應(yīng)的防范措施。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；泄露；分析

鍋爐“四管”主要指水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器系統(tǒng)，鍋爐的“四管”在鍋爐中占有非常重要的地位，據(jù)不完全統(tǒng)計，火電廠一半的事故是由鍋爐引起，其中四管泄露占很大一部分。因此認真研究鍋爐“四管”泄漏發(fā)生的原因，提出相應(yīng)防范措施具有非常重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1、鍋爐四管泄漏種類分析及防范措施

鍋爐四管管材規(guī)格和材質(zhì)種類繁多，泄漏的原因也有許多種，總體來說主要有五種：高溫腐蝕、管道焊接不良、煙氣磨損、過熱、材質(zhì)不良等原因，本文主要結(jié)合印度賈蘇古達電廠的運行情況，從安裝服務(wù)和后期運行等方面進行論述，對四管泄漏的問題進行分析，并提出防范措施。

1.1高溫腐蝕

1.1.1高溫腐蝕原因

高溫腐蝕主要發(fā)生在爐膛水冷壁區(qū)域，腐蝕部位通常在燃燒器上下，一次風(fēng)集中布置的電廠比較嚴重，水冷壁向火側(cè)管子較為嚴重。水冷壁高溫腐蝕主要是由于在管子表面形成了熔融的積灰層，局部高濃度的H2S對腐蝕有很大影響。鍋爐缺氧燃燒，主燃燒區(qū)形成強還原性氣氛，HCL加劇對氧化膜的破壞。爐膛動力場不好，爐內(nèi)氣流切圓直徑過大，導(dǎo)致氣流貼壁現(xiàn)象嚴重。這些都是導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕爆管的原因。

1.1.2水冷壁高溫腐蝕防范措施

1.1.2.1合理控制煤粉細度，嚴把入爐煤的質(zhì)量關(guān)。當煤粉較粗時燃盡困難，火焰延長沖刷水冷壁管，造成管壁磨損和結(jié)渣，引起高溫腐蝕。

1.1.2.2運行加強對爐膛燃燒的調(diào)整，使火焰中心不偏離，火焰不發(fā)生貼壁現(xiàn)象，加強一次風(fēng)煤粉輸送的調(diào)整，盡可能使各噴燃器內(nèi)橫截面上煤粉濃度和粒度分布均勻。避免引起局部缺氧、燃燒不穩(wěn)定及局部結(jié)渣等現(xiàn)象。

1.1.2.3計劃停爐檢修期間，檢查燃燒器區(qū)域水冷壁腐蝕情況，對出現(xiàn)高溫腐蝕的水冷壁管子應(yīng)及時更換，避免發(fā)生爆管事故。

1.2管道焊接不良

鍋爐四管選用鋼管數(shù)量和種類很多，設(shè)備在制造、安裝、檢修時，可能因為責(zé)任心不強、水平不高、時間緊迫、焊接位置不好、減少程序等因素，使管道管口焊接不良，導(dǎo)致焊口發(fā)生泄漏。焊接不良的主要種類有：焊縫存在砂眼、未融合、裂紋、咬邊現(xiàn)象，焊縫強度不夠，焊接工藝錯誤等，使焊縫存在潛在的隱患，造成焊縫泄漏。對于管道焊接工作，應(yīng)加強檢查力度，對不合格焊口及時進行處理，避免焊縫泄露。

1.3煙氣磨損

由于鍋爐各受熱面的工作環(huán)境極為惡劣，一方面是高溫?zé)煔獾臎_刷，另一方面還要承受工作介質(zhì)的高溫、高壓影響以及給水和蒸汽品質(zhì)的影響。由于管壁腐蝕或高溫?zé)煔鉀_刷，飛灰磨損等原因造成管壁減薄，各受熱面的承高壓、高溫能力下降，當達到金屬材料的工作極限時，便會引起管道泄漏或者爆破，而引起磨損泄漏爆管主要發(fā)生在省煤器、低溫過熱器、低溫再熱器等煙溫較低的尾部受熱器上及噴燃器火嘴附近的水冷壁彎管。該部位煙氣流速快，煙氣中灰粒相對較硬，發(fā)生磨損尤為突出。

主要處理措施有：盡量燃用設(shè)計煤種，采取合理的煙氣流速，消除煙氣走廊，安裝時嚴格按設(shè)計施工，保證尾部受面管排設(shè)計間隙和相對節(jié)距以及外形尺寸的準確，不得隨意改動；對于重點磨損區(qū)域進行優(yōu)化設(shè)計，加裝防磨裝置；在設(shè)備檢修時，及時檢查磨損情況，對于磨損嚴重的管子應(yīng)進行更換。

1.4管壁過熱

管壁過熱分長期過熱和短期過熱。長期過熱是爐管長期處于高于允許管壁壁溫的環(huán)境中，其抗氧化性降低，管壁的氧化腐蝕率大幅度提高，同時爐管的機械性能、基本許用應(yīng)力和物理特性也降低，管子達不到所承受的應(yīng)力，將導(dǎo)致爆管。長期過熱爆管的爆口形貌具有蠕變斷裂的一般特征，即破口粗糙、邊緣不平整、壁厚減薄不多、爆口及附近的管子內(nèi)外壁有一層較厚的易剝落氧化皮、爆口附近的管子外壁有許多與爆口方向一致的縱向裂紋。

短期過熱是指爐管內(nèi)部熱循環(huán)不暢，無法進行有效的熱傳遞，管子冷卻不好，使管壁溫度大大超過其允許的最高溫度，管材在高溫下性能大大降低發(fā)生爆炸。短期過熱爆管的爆口形貌具有完全延性斷裂的特征，爆口呈喇叭狀，邊緣鋒利，管壁減薄很多，爆口脹粗明顯。爆口表面比較光滑，外壁一般呈蘭黑色，附近沒有裂紋。

1.5材質(zhì)不良

鍋爐在制造、安裝和檢修中，不慎錯用鋼材、使用了性能不合格的鋼材或有缺陷的鋼管，運行中引起受壓部件的爆管。

1.5.1錯用鋼材爆管

在制造、安裝和檢修時，不慎錯用了許用溫度較低的鋼管，經(jīng)過長期超溫運行，最后會發(fā)生長期過熱爆管。

1.5.2鋼管有缺陷引起爆管

使用了有裂紋、折疊、針孔、嚴重凹坑、嚴重夾雜物、嚴重脫碳等缺陷的鋼管，在蠕變條件下較短時間內(nèi)，這些缺陷就會擴展，最后導(dǎo)致爆管失效。

2、印度賈蘇古達電廠對四管泄露分析

印度賈蘇古達電廠鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計制造的HG-2060/17.5-YM9型亞臨界參數(shù)、控制循環(huán)汽包爐，采用平衡通風(fēng)，四角切圓燃燒方式，設(shè)計煤種為煙煤。在投運后多次發(fā)生四管泄漏的問題，經(jīng)過逐個分析，基本確定了泄露的原因。

2.1.#3爐運行初期，分隔屏過熱器發(fā)生爆管泄露，經(jīng)過停爐檢查發(fā)現(xiàn)管子爆口呈喇叭狀，管壁減薄很多，并且存在脹粗現(xiàn)象，為明顯短期過熱特征，應(yīng)為異物堵塞導(dǎo)致。

2.2.#1爐運行一年后，水冷壁一根內(nèi)螺紋管爆管泄露，檢查爆口外觀比較粗糙，邊緣較厚，附近有縱向裂紋，為長期過熱特征，經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)金相組織球化嚴重，確定為長期超溫。

2.3.#1爐運行一年半后，分隔屏發(fā)生爆管泄露，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)流體冷卻夾管上工地焊口存在一條橫向裂紋，蒸汽泄露將分隔屏吹爆，檢查焊口外觀較差，內(nèi)部焊瘤明顯，屬于焊接問題。

經(jīng)過認真分析多次爆管原因，對燃燒調(diào)整和運行提供更多參考，通過規(guī)范安裝、運行等工作，在后期運行中爆管次數(shù)減少，實現(xiàn)了電廠長期、安全、有效運行。

3、結(jié)束語

鍋爐的安全運行是火電廠的安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電廠提高經(jīng)濟效益的重要保證。由于鍋爐四管泄漏、爆管引起的鍋爐停爐給電廠帶來大量的人力、物力和經(jīng)濟損失。因此，提前做好檢查、維護和調(diào)試等工作，是避免四管泄露的關(guān)鍵。

參考文獻

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[3]葉江明.電站鍋爐原理及設(shè)備.北京：中國電力出版社，2004.8

作者簡介

李忠江（1986年-）男，畢業(yè)于山東科技大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)，助理工程師。