CFB鍋爐防磨防爆檢查及預(yù)防措施分析

俞寶柱 趙建強(qiáng)

（山西漳電大唐熱電有限公司，山西大同037003）

0 引言

受熱面爆管泄漏事故是造成電站鍋爐非正常停運(yùn)的主因之一，造成受熱面爆管的原因很多，只有把爆管原因分析準(zhǔn)確透徹，從事故中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定出有效的預(yù)防措施，才能從根源上遏制爆管事故的發(fā)生。本文對(duì)某公司5臺(tái)240 t CFB鍋爐10多年來45次爆管事故的原因進(jìn)行了分析，歸納總結(jié)出了以下一些經(jīng)驗(yàn)，采取了一些有效的預(yù)防措施，取得了較好的效果，可供大家參考借鑒。

1 安裝質(zhì)量與爆管事故

（1）鍋爐投產(chǎn)初期泄漏事故較多（表1），多為安裝缺陷所致，這些問題通過一次系統(tǒng)性檢修就可消除。另外，新投產(chǎn)機(jī)組需要經(jīng)過2～3年的磨合期，一些設(shè)計(jì)缺陷及隱蔽缺陷在這期間才能充分暴露出來，針對(duì)這些暴露出來的問題，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，就可使機(jī)組渡過磨合期，進(jìn)入正常運(yùn)行狀期。

表1 各爐爆管時(shí)間統(tǒng)計(jì)表 單位：次

1）鍋爐經(jīng)過治理后泄漏事故會(huì)逐漸減少，當(dāng)經(jīng)過一次大修后，爆管事故基本可以得到控制，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，檢查到位后，完全可以杜絕爆管泄漏事故的發(fā)生。

2）電廠在建造安裝新機(jī)組時(shí)，要嚴(yán)格把控，從源頭上入手，只有建造出高質(zhì)量的機(jī)組，才能減少后期爆管事故的發(fā)生。

（2）鍋爐水冷壁和省煤器發(fā)生爆管泄漏事故較多，究其原因，一是由安裝焊接缺陷和防磨護(hù)瓦脫落造成的；二是檢修時(shí)防磨防爆檢查不到位，使得存在缺陷的受熱面管子未能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，從而留下事故隱患。

1）統(tǒng)計(jì)顯示水冷壁爆管泄漏事故較多，除去安裝缺陷導(dǎo)致的爆管泄漏外，還有非正常的磨損也易導(dǎo)致泄漏事故，需要提前做好防范措施。

2）統(tǒng)計(jì)顯示省煤器懸吊管和省煤器管束泄漏事故最多，在檢修時(shí)一定要把防磨護(hù)瓦安裝到位，尤其是懸吊管的防磨護(hù)瓦，要留有足夠的膨脹間隙，防止護(hù)瓦翹起，失去防護(hù)作用。

2 受熱面泄漏原因分析與預(yù)防措施

2.1 水冷壁泄漏原因

2.1.1 安裝和檢修缺陷

安裝缺陷導(dǎo)致水冷壁爆管泄漏，是機(jī)組投產(chǎn)初期發(fā)生爆管泄漏事故的主要原因。檢修時(shí)，管子對(duì)口和焊接質(zhì)量不良也容易導(dǎo)致泄漏事故發(fā)生。

2.1.1.1 水冷壁管焊接時(shí)對(duì)口不規(guī)范

（1）焊口側(cè)偏：水冷壁管焊接時(shí)因管屏鰭片開口小，就會(huì)發(fā)生強(qiáng)制對(duì)口，焊口側(cè)偏，造成焊口凸起處側(cè)磨，使焊口部位減薄超標(biāo)，直至爆管泄漏。

（2）焊口凸起：是指水冷壁管對(duì)口焊接時(shí)，焊縫間焊絲熔物高出管子平面，造成貼壁下落物料沖刷焊口和改向后沖刷相鄰管子，造成管子沖刷減薄泄漏。

2.1.1.2 焊口內(nèi)部氣孔、夾鎢、內(nèi)凹或其他隱性缺陷

（1）焊口內(nèi)部氣孔或夾鎢是焊口常見缺陷之一，這類缺陷有時(shí)會(huì)由隱性變?yōu)轱@性，導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生。焊口探傷時(shí)，要嚴(yán)格控制焊口內(nèi)氣孔、夾鎢等缺陷。

（2）焊口內(nèi)凸或內(nèi)凹缺陷，會(huì)造成水流在該焊口部位形成漩渦流，產(chǎn)生氣泡，吸附在管壁上，造成水冷壁管傳熱惡化。檢修換管時(shí)要下料準(zhǔn)確、坡口角度適中，對(duì)口嚴(yán)格把關(guān)。

2.1.1.3 鰭片凸起、砂眼或其他漏焊缺陷

（1）鰭片凸起，一般有鰭片接頭凸起，焊瘤凸起，鰭片接頭處明顯高出鰭片平面形成的高點(diǎn)。再就是鰭片接頭處用鋼筋或其他材料補(bǔ)焊，凹凸不平，這樣就導(dǎo)致爐內(nèi)物料貼壁下落時(shí)改向沖刷相鄰管束，導(dǎo)致受沖刷水冷壁管束減薄爆管泄漏。安裝后的鍋爐要注意鰭片該類缺陷。

（2）鰭片砂眼或漏焊也易導(dǎo)致水冷壁管沖刷，由于流化床鍋爐是正壓鍋爐，當(dāng)水冷壁鰭片有缺陷時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致爐膛灰渣、煙氣從缺陷位置泄漏出來，沖刷附近管壁導(dǎo)致泄漏爆管。在檢修時(shí)，水冷壁鰭片檢查也是一項(xiàng)重點(diǎn)工作，對(duì)存在缺陷的鰭片要及時(shí)修復(fù)。

2.1.1.4 密封盒缺陷

密封盒缺陷是導(dǎo)致流化床鍋爐投產(chǎn)初期爆管事故發(fā)生的主要原因之一。流化床鍋爐密封盒主要用于各類風(fēng)口、返料口、給煤口等部位，這些部位密封盒一般在安裝時(shí)容易留有一些未滿焊缺陷，這些缺陷一般較難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水冷壁管束磨損嚴(yán)重減薄泄漏爆管后才顯現(xiàn)出來。預(yù)防該類缺陷只有通過風(fēng)壓試驗(yàn)檢查發(fā)現(xiàn)，做風(fēng)壓試驗(yàn)前把這些部位保溫拆開，仔細(xì)檢查，尤其是一些讓管拐角的部位，更要仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理。

2.1.2 沖刷磨損

沖刷磨損導(dǎo)致的鍋爐水冷壁爆管泄漏事故也較為常見，當(dāng)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取相應(yīng)的防磨措施時(shí)就會(huì)導(dǎo)致爆管事故的發(fā)生。

（1）物料撞擊磨損：是指物料對(duì)水冷壁造成的沖擊磨損。這種沖擊磨損主要集中在下水冷壁彎管處，撞擊形成大的凹坑。預(yù)防這種磨損一是通過燃料粒度和運(yùn)行調(diào)整完成，當(dāng)燃料顆粒度保持7 mm以下時(shí)，鍋爐燃燒區(qū)域基本在密相區(qū)，當(dāng)燃料顆粒度超標(biāo)時(shí)，只能提高一次風(fēng)量來完成流化過程，就會(huì)造成爐膛燃燒區(qū)域上移，導(dǎo)致大的顆粒物直接撞擊在水冷壁彎管上，形成沖刷凹坑。二是在水冷壁彎管處實(shí)施堆焊和防磨噴涂技術(shù)，可以提高水冷壁管的耐磨性，這樣也可以減緩水冷壁彎管沖刷磨損。

（2）自然沖刷磨損：是指床料沿水冷壁貼壁下落時(shí)形成的磨損，對(duì)易沖刷部位進(jìn)行合金噴涂，可取得較好的防磨效果。在鍋爐密相區(qū)上部加裝防磨梁，減少貼壁下落物料的沖刷，也有很好的防磨效果。

（3）二次風(fēng)量配比不均造成受熱面沖刷磨損：當(dāng)任何一側(cè)墻二次風(fēng)量偏弱時(shí)，就會(huì)對(duì)該側(cè)墻面造成局部沖刷磨損，所以，各墻二次風(fēng)量配比至關(guān)重要。

（4）耐火材料邊緣凹凸不平，易導(dǎo)致水冷壁管沖刷泄漏，檢修時(shí)要認(rèn)真檢查耐火材料邊緣管子磨損情況（圖1），磨損的管子要補(bǔ)焊或更換，凹凸不平的耐火材料邊緣要修復(fù)平整。

圖1 澆注料邊緣凹凸不平導(dǎo)致磨損

2.1.3 管壁腐蝕爆管泄漏

（1）管壁腐蝕爆管泄漏事故一般較少發(fā)生，這類事故發(fā)生前，無任何預(yù)兆，突然爆破，破口大（圖2）。水冷壁管內(nèi)腐蝕割管檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)壁腐蝕部位氧化垢渣達(dá)2～3 mm厚（圖3），垢下腐蝕尤為嚴(yán)重，且因長(zhǎng)時(shí)間腐蝕，管壁組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成氫脆爆管。

圖2 內(nèi)腐蝕爆管破口

圖3 內(nèi)壁垢渣

（2）爐膛內(nèi)部通風(fēng)不好，空氣濕氣凝結(jié)在管壁上就形成了外腐蝕，這類腐蝕提前預(yù)防就不會(huì)對(duì)管子造成較大損壞，只要在停爐后加強(qiáng)檢查和通風(fēng)就可避免。

（3）水冷壁管內(nèi)壁腐蝕只有通過割管檢查才能發(fā)現(xiàn)。造成水冷壁管內(nèi)腐蝕原因較多，主要有給水品質(zhì)不合格、爐水品質(zhì)差、鍋爐停爐保護(hù)不當(dāng)?shù)仍颉?/p>

1）給水品質(zhì)不合格是造成鍋爐水冷壁管內(nèi)腐蝕的主要原因，鍋爐運(yùn)行過程中要嚴(yán)格保證鍋爐給水品質(zhì)合格，加強(qiáng)水質(zhì)化學(xué)監(jiān)督管理，保證爐水加藥品質(zhì)合格。

2）爐水監(jiān)督不到位導(dǎo)致爐水品質(zhì)變差，也易造成水冷壁管內(nèi)腐蝕。爐水取樣、水質(zhì)化驗(yàn)、排污，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都會(huì)造成爐水不合格，污染水循環(huán)系統(tǒng)，危害到鍋爐內(nèi)管壁，形成大面積腐蝕。

3）鍋爐長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)后要有正確有效、切實(shí)可行的停爐保護(hù)措施，且嚴(yán)格執(zhí)行，才能保證水冷壁管不發(fā)生該類內(nèi)腐蝕。

2.2 省煤器泄漏原因

（1）安裝缺陷導(dǎo)致的省煤器泄漏事故占比較大。安裝缺陷主要有護(hù)板安裝不當(dāng)、管排出列、護(hù)瓦安裝不規(guī)范、密封盒漏風(fēng)、聯(lián)箱端頭漏風(fēng)等。

1）護(hù)板安裝不當(dāng)主要是指護(hù)板未能安裝到固定位置，由于護(hù)板偏移，使得一側(cè)省煤器管束脫離護(hù)板保護(hù)，沖刷磨損泄漏，再就是護(hù)板安裝后固定不牢固，脫離原來位置，使得部分省煤器管束沖刷磨損泄漏。

2）管排出列主要是指順列安裝的省煤器管束，脫離原有位置，使得至上而下的煙氣直接沖刷管束，直至管壁減薄泄漏。

3）護(hù)瓦安裝不規(guī)范，是指省煤器在安裝前就要把護(hù)瓦全部加裝好，且每層都要加裝。一是只在最上層管束上加裝了護(hù)瓦，下面管束全部沒有安裝，易造成下部管束磨損泄漏；二是護(hù)瓦安裝時(shí)沒能留有足夠膨脹間隙，運(yùn)行受熱護(hù)瓦膨脹變形脫離；三是護(hù)瓦安裝時(shí)或吊裝后脫離了管束中心線，偏移一側(cè)，使得管束失去保護(hù)作用。

4）墻板漏風(fēng)和密封盒漏風(fēng)，是指省煤器四周墻板焊接時(shí)漏焊或開焊現(xiàn)象，尤其是有鋼梁部位和四角部位，更容易發(fā)生漏焊缺陷，漏風(fēng)在負(fù)壓作用下使得風(fēng)道內(nèi)垂直下落的灰流改向沖刷在管束上，造成管束磨損減薄泄漏。

5）聯(lián)箱端頭漏風(fēng)也是導(dǎo)致省煤器泄漏的原因之一，省煤器端頭密封漏風(fēng)可導(dǎo)致最外側(cè)管束沖刷磨損，檢修時(shí)一定要仔細(xì)檢查密封盒漏風(fēng)情況。

（2）設(shè)計(jì)缺陷和設(shè)備缺陷造成省煤器泄漏事故較少，但是該類事故一旦發(fā)生都是比較嚴(yán)重的，處理時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高，有時(shí)需要重大技術(shù)改造才能消除。

1）設(shè)計(jì)缺陷主要發(fā)生在省煤器吊掛裝置上，大部分省煤器均采用兩端管束與墻板吊掛，當(dāng)?shù)鯍煅b置設(shè)計(jì)有缺陷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致省煤器管束吊掛部位應(yīng)力撕裂泄漏；當(dāng)?shù)鯍旆椒ú划?dāng)時(shí)，會(huì)造成省煤器管束和墻板摩擦碰撞，導(dǎo)致泄漏發(fā)生；當(dāng)?shù)鯍煅b置出現(xiàn)開焊現(xiàn)象時(shí)，會(huì)造成省煤器管排下墜、摩擦、碰撞泄漏。

2）設(shè)備缺陷是指管束有縱向隱性裂紋，或者是管束彎頭有減薄超標(biāo)、鼓包等制造缺陷，在運(yùn)行過程中發(fā)生泄漏事故。

（3）省煤器采用懸吊結(jié)構(gòu)的較少，位于旋風(fēng)分離器出口處的懸吊管，易于受煙氣沖刷，如果護(hù)瓦安裝不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致沖刷磨損泄漏。

1）懸吊管防磨一般是通過加裝防護(hù)瓦或者是合金噴涂來預(yù)防的。防磨噴涂在迎風(fēng)面嚴(yán)重磨損區(qū)域只能維持一個(gè)運(yùn)行周期，需要反復(fù)進(jìn)行。防磨護(hù)瓦防磨效果好，但容易脫離或變形翹起，失去防磨作用。一般是采取合金噴涂和護(hù)瓦相結(jié)合效果最好。

2）懸吊管穿頂部包墻過外部有密封盒，密封盒漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致沖刷懸吊管和頂棚過管，該位置爆管泄漏不會(huì)是單純的懸吊管或頂棚過管泄漏，一般是包墻管和頂棚管多管泄漏。所以，防止頂部密封盒漏風(fēng)也很重要。

2.3 過熱器泄漏原因

（1）過熱器有安裝在尾部煙道的包墻過、一級(jí)過和三級(jí)過，安裝在爐膛的二級(jí)過。泄漏原因基本上同尾部的省煤器和爐膛的水冷壁類似。

（2）二級(jí)過熱器爆管泄漏事故較少，一般是伴隨著水冷屏或水冷壁爆管泄漏而發(fā)生。

（3）三級(jí)過熱器泄漏事故很少發(fā)生，主要是一級(jí)過和包墻過熱器爆管事故較多。

1）左右包墻過下聯(lián)箱與后包墻下聯(lián)箱間膨脹間隙漏風(fēng)，容易吹損最外圈一級(jí)過管束，一級(jí)過管束泄漏發(fā)現(xiàn)稍遲些時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致相鄰管束和附近包墻管大面積吹損，在檢修時(shí)一定要把相鄰兩個(gè)聯(lián)箱間的縫隙修補(bǔ)好（圖4），防止漏風(fēng)沖刷管束。

2）密封盒漏風(fēng)導(dǎo)致一級(jí)過聯(lián)箱處管束泄漏事故較多，由于一級(jí)過管束受安裝位置局限，有些部位無法檢查，尤其是穿包墻過管時(shí)密封必須要嚴(yán)實(shí)，否則就會(huì)發(fā)生爆管事故。

3）過熱器管束過熱蠕漲鼓包發(fā)生泄漏，這類事故較少發(fā)生，主要是因?yàn)閺陌l(fā)生蠕漲到爆管有個(gè)過程，在檢修時(shí)認(rèn)真檢查就能發(fā)現(xiàn)管子蠕漲，及時(shí)處理就可避免發(fā)生爆管事故。

4）包墻過熱器有時(shí)會(huì)發(fā)生應(yīng)力撕裂泄漏事故，撕裂一般發(fā)生在尾部煙道包墻過側(cè)墻與頂部交接角處位置，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的推移，直至現(xiàn)在基本沒有類似缺陷發(fā)生。

圖4 相鄰聯(lián)箱間隙漏風(fēng)

3 結(jié)語

CFB鍋爐的受熱面防磨是每個(gè)電廠較為重視的一個(gè)問題，經(jīng)多年檢修經(jīng)驗(yàn)積累，通過在實(shí)際工作中的摸索和嘗試，我們?cè)跈z查和預(yù)防方面總結(jié)出了一些方法和經(jīng)驗(yàn)。受熱面檢查是一項(xiàng)集工作經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度于一身的精細(xì)性工作，易磨損區(qū)域、易吹損部位要了解清楚，發(fā)現(xiàn)沖刷磨損后要分析磨損原因，要有磨損預(yù)防措施，這樣才能避免爆管事故的發(fā)生。

防磨防爆工作要以預(yù)防為主，在檢修時(shí)對(duì)一些隱性缺陷檢查到位、預(yù)防到位，就可以把鍋爐的爆管事故發(fā)生概率降為零。