鍋爐受熱面的損壞原因及檢修方法

楊光

摘 要：受熱面作為鍋爐的主要傳熱介質(zhì)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到鍋爐的運(yùn)行效率，一旦受熱面遭到損壞，將會直接威脅到鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性。隨著鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷逐漸增加，長期處于高溫高壓的運(yùn)行狀態(tài)下，加之受到各種因素的干擾，會對鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)的完整性產(chǎn)生一定的影響，由此導(dǎo)致受熱面無法正常運(yùn)行。水垢、腐蝕、磨損、超溫等都是導(dǎo)致受熱面損壞的因素，所以文章對鍋爐受熱面損壞的常見原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提出防范措施，為鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：受熱面；腐蝕；超溫

鍋爐受熱面管子包括：水冷壁管和對流管束。鍋爐本體受熱面管子的常見缺陷有：腐蝕、磨損、超溫、結(jié)垢等。盡管鍋爐結(jié)構(gòu)型式不同，但在使用中出現(xiàn)的缺陷，一般都離不開這幾種損壞形式。因此，無論在使用、維護(hù)、檢查和修理中，必須要特別重視。

一、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，大多均需停爐后處理，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，由于大量汽水外噴將對鍋爐運(yùn)行工況產(chǎn)生較大的擾動，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)整帶來困難。水冷壁發(fā)生爆管時，還將影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時甚至?xí)斐慑仩t滅火。當(dāng)受熱面發(fā)生泄漏或爆破后，如不及時停運(yùn)處理，還極易造成相鄰受熱面管壁的吹損，并對空預(yù)器、電除塵器、吸風(fēng)機(jī)等設(shè)備帶來不良的影響。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、鍋爐受熱面損壞主要原因分析

1. 鍋爐受熱面腐蝕

鍋爐受熱面腐蝕減薄損壞，因涉及范圍較大，一旦暴露，常導(dǎo)致重復(fù)爆漏停爐，而且修復(fù)工作量大，因此預(yù)防及保護(hù)設(shè)備不受腐蝕是提高機(jī)組可用率必須解決的基本任務(wù)之一。汽、水側(cè)腐蝕按其機(jī)理分，包括苛性腐蝕、氫損害、氧腐蝕、垢下腐蝕及應(yīng)力腐蝕。煙氣側(cè)腐蝕包括水冷壁向火側(cè)腐蝕、高溫煤灰（油灰）腐蝕和低溫腐蝕。國內(nèi)很多電廠曾因垢下腐蝕，水冷壁氫損壞及向火側(cè)腐蝕，導(dǎo)致大面積換管。曾有一臺鍋爐由于斜頂棚內(nèi)的下降管外壁腐蝕爆破造成一死六傷的重大人身事故。國外一些超臨界機(jī)組曾發(fā)生因過熱器管內(nèi)壁氧化皮脫落，被蒸汽帶入汽機(jī)而引起噴嘴、葉片的固體硬粒侵蝕。

2. 鍋爐受熱面磨損

發(fā)電鍋爐受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損，不但造成受熱面的頻繁更換，使發(fā)電成本增加，而且還將造成受熱面的泄漏或爆管事故發(fā)生，直接導(dǎo)致非計(jì)劃停機(jī)。受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損一般都帶有局部性，在煙速高的煙氣走廊區(qū)和灰粉濃度大的區(qū)域，通常磨損較嚴(yán)重。減輕煙氣沖刷和飛灰磨損，一方面應(yīng)從受熱面布置上加以改進(jìn)，盡量避免形成“煙氣走廊”，在管子易磨損處加裝防磨瓦等；另一方面還應(yīng)從運(yùn)行調(diào)整著手，控制鍋爐各處的漏風(fēng)以降低煙氣流速，重視燃燒調(diào)整工作；再者就是避免不完全燃燒的發(fā)生。

3. 鍋爐受熱面超溫

存在超溫運(yùn)行對于鍋爐受熱面管泄漏的影響是顯而易見的。眾所周知超溫運(yùn)行通常能夠分為長期超溫以及短期超溫。而較為常見的長期超溫運(yùn)行主要是指管壁溫度處于設(shè)計(jì)溫度以上而低于材料的下臨界溫度，在這一過程中超溫幅度不大但時間較長并且鍋爐管子發(fā)生碳化物球化與此同時蠕變加快，因此很容易在管子薄弱部位發(fā)生脆裂爆管。除此之外，與長期超穩(wěn)運(yùn)行相對應(yīng)的短期超穩(wěn)運(yùn)行主要是指管壁溫度超過材料的下臨界溫度，從而導(dǎo)致了材料強(qiáng)度下降并且在內(nèi)壓力作用下發(fā)生脹粗爆管，因此，在這一前提下進(jìn)行鍋爐受熱面管泄漏預(yù)防就有著很高的必要性。

4. 鍋爐受熱面結(jié)垢

水垢是導(dǎo)致鍋爐受熱面損壞的常見原因之一，因?yàn)槭軣崦嬉粋?cè)接觸火焰或者煙氣，另一側(cè)接觸水或者導(dǎo)熱油，在受熱面和爐水之間產(chǎn)生熱交換的過程中，就會受到水質(zhì)的影響而產(chǎn)生水垢。如果鍋爐給水中含有重碳酸鹽類的雜質(zhì)，在溫度較高的情況下就會受熱分解，生成較難溶的沉淀物。而在鍋爐給水循環(huán)的過程中，隨著溫度的升降，一些鹽類也會形成結(jié)晶而附著在受熱面的管壁上，這些沉淀物堅(jiān)硬而致密，被稱之為水垢。由于水垢的導(dǎo)熱性較差，所以一旦在受熱面上形成較多的水垢，將會影響受熱面的導(dǎo)熱性，會導(dǎo)致金屬管壁局部溫度升高，當(dāng)溫度超出了金屬管壁所允許的極限范圍時，金屬因?yàn)檫^熱而產(chǎn)生蠕變，強(qiáng)度降低，在高壓的情況下，就會導(dǎo)致受熱面鼓包、穿孔、破裂現(xiàn)象的發(fā)生，受熱面受損后，直接影響到鍋爐運(yùn)行的安全性。

5. 鍋爐受熱面安裝質(zhì)量

安裝質(zhì)量不過關(guān)是造成泄漏問題并且造成發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的重要原因之一。鍋爐的安裝質(zhì)量不過關(guān)會在很大程度上給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)效益損失。除此之外，安裝質(zhì)量不過關(guān)還會提升鍋爐面管泄漏的次數(shù)并且降低鍋爐受熱面健康水平，造成許多火力發(fā)電企業(yè)的安全生產(chǎn)無法得到有效的貫徹。

三、鍋爐受熱面損壞主要防治措施

1. 為了防止氧化皮的快速形成，其主要的防治措施應(yīng)當(dāng)控制整個機(jī)組的局部或整體溫度的超溫運(yùn)行。無論是主蒸汽溫度還是再熱蒸汽溫度，其溫度控制都應(yīng)當(dāng)服務(wù)于整個鍋爐內(nèi)的管道壁溫度。如果發(fā)生超過管壁溫度的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行燃燒調(diào)整，如果燃燒調(diào)整無效，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行降低中間點(diǎn)溫度，以便適合整個機(jī)組的溫度運(yùn)行。在現(xiàn)實(shí)條件下，加強(qiáng)對鍋爐氣溫與煙溫的偏離主要溫度的差別調(diào)整與監(jiān)測，可以有效地防止受熱面局部超溫運(yùn)行現(xiàn)象的發(fā)生。

2. 鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢的主要原因是因?yàn)殄仩t給水含有雜質(zhì)，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的，所以通過控制管理鍋爐給水的水質(zhì)，是降低水垢的重要途徑。所以應(yīng)該根據(jù)鍋爐的運(yùn)行狀況，對鍋爐用水設(shè)計(jì)合理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)。在保證鍋爐給水質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)該對鍋爐進(jìn)行定期保養(yǎng)，防止水垢的形成。此外，還應(yīng)該針對鍋爐的運(yùn)行狀況，設(shè)計(jì)合理的給水量，盡量減少補(bǔ)給水量。？

3. 對于在電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷，必須要采取相應(yīng)的措施來預(yù)防和減少這些缺陷的產(chǎn)生和發(fā)展。焊接中出現(xiàn)的問題諸如焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過渡，焊接接頭差，焊縫高低不平等現(xiàn)象，大部分是由于焊口的清理不干凈，焊接電流和速度等沒有控制好，可以對焊縫成型的焊縫進(jìn)行打磨、補(bǔ)焊，在操作之前應(yīng)該對工程圖紙進(jìn)行仔細(xì)的研究，嚴(yán)格地遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。對于不同的焊接位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接電流和速度，同時提高自身的專業(yè)水平；對于在靠焊縫邊緣的母材上有凹陷或溝槽的焊接缺陷，主要是因?yàn)楹附与娏鬟^大，焊絲送進(jìn)速度太慢，這樣就會導(dǎo)致電弧變長，這種情況會減小母材的有效截面積，其預(yù)防措施主要是根據(jù)焊接項(xiàng)目的規(guī)范要求，選擇合適的電流參數(shù)和與之協(xié)調(diào)的焊絲送進(jìn)速度，盡量使用短弧焊接。

4. 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。為了防止“四管”泄漏，必須堅(jiān)持全過程質(zhì)量管理，對受熱面的制造、安裝、檢修、運(yùn)行的各個環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關(guān)。停爐后，在條件允許時要進(jìn)行全面細(xì)致的防磨檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

四、結(jié)語

在火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)過程中，鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行起著決定性的作用。由于鍋爐受熱面泄露和爆管等事故必須停爐消缺，所以鍋爐受熱面安全運(yùn)行與否是整個火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。鍋爐受熱面檢查沒有捷徑可走，只有實(shí)實(shí)在在地投入大量的人力、物力和精力，采取應(yīng)修必修、修必修好的態(tài)度，發(fā)生事故本著“四不放過”的原則，只有這樣，才能保證鍋爐的運(yùn)行安全。