火電廠鍋爐“四管”防磨防爆檢查及預防措施的探析

摘 要：鍋爐受熱面四管的漏泄，是造成機級非停的主要原因，嚴重影響火力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失。引起鍋爐四管漏泄的原因較多，其中原始缺陷或焊接缺陷、磨損、腐蝕、過熱等是導致四管漏泄的主要原因，本文分析了鍋爐四管漏泄的原因，并從安裝、檢修、運行和管理等方面提供了相應(yīng)的預防措施。

關(guān)鍵詞：四管漏泄；原因；預防措施

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0238-02

1 前 言

火力發(fā)電廠鍋爐“四管”是指省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器，造成鍋爐四管泄漏有諸多因素，諸如腐蝕、磨損、應(yīng)力、疲勞、強度、安裝質(zhì)量、設(shè)計缺陷、管材質(zhì)量等，不同的鍋爐形式的運行工部，原因不盡相同，而且都不能像機組參數(shù)那樣可以在線監(jiān)測，在機組運行中很難感知到，對于已投入運行的鍋爐機組，導致四管泄漏的因素總是存在的，并且這些因素所造成的問題在不斷累積，一旦爆發(fā)，就防不勝防，甚至造成惡性循環(huán)。防止“四管”泄露的發(fā)生要求檢修人員和防爆檢查人員必須掌握四管常見的缺陷形式及分布范圍，掌握四管檢查重點及預防措施。

2 “四管”常見的缺陷及分布范圍

2.1 原始缺陷或焊接缺陷

由于各種原因，鋼鐵廠鋼管制造質(zhì)量不能得到完全保證，管材在制造時發(fā)生的缺陷與鋼鐵鍛壓、延展時的缺陷，即氣泡、夾層、折疊、壁厚不均、退火不良、晶粒度等加工誘發(fā)了其缺陷的發(fā)展。

鍋爐本體是由焊接安裝在一起的，受熱面的每一根管子都有很多焊口，整臺鍋爐四管焊口幾萬余道，受熱面是承受高溫、高壓的設(shè)備，因此焊接質(zhì)量對鍋爐安全經(jīng)濟運行有著重大的影響，焊口泄漏和結(jié)構(gòu)應(yīng)力、坡口形式、焊接材料、焊接參數(shù)、熱處理工藝和焊工技術(shù)水平有關(guān)。

2.2 飛灰磨損

磨損是鍋爐受熱面常見的缺陷之一，鍋爐受熱面布置在鍋爐的爐膛及煙道內(nèi)，尤其是鍋爐尾部煙道內(nèi)的受熱面，長期受高溫煙氣的沖刷，煙氣中的灰粒使受熱面的管壁磨損減薄，這種由煙氣沖刷使受熱面管壁減薄的現(xiàn)象稱為磨損。

2.3 腐 蝕

腐蝕是鍋爐受熱面另一種常見的缺陷，他的實質(zhì)就是受熱面表面的金屬與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)使金屬原子脫離金屬表面，這種現(xiàn)象稱為腐蝕，腐蝕分為外部腐蝕與內(nèi)部腐蝕。

腐蝕經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域是：鍋爐爐膛上方及爐膛出口布置的屏式過熱器，爐膛出口及水平煙道入口布置的立式對流受熱面，水冷壁的高負荷區(qū)域。

2.4 裂 紋

裂紋是鍋爐受熱面最常見的危險缺陷之一，它可以發(fā)生在鍋爐任何受熱面上，主要發(fā)生在受熱面的焊口及其熱影響區(qū)域，也可以發(fā)生在管子的彎頭、減溫器聯(lián)箱內(nèi)部等熱應(yīng)力較大的區(qū)域。裂紋是由于金屬內(nèi)部冷熱不均，金屬內(nèi)部存在較大的熱應(yīng)力，在受到內(nèi)部較大的壓力或受到外力的影響，長時間作用的結(jié)果造成金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而形成的。裂紋經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域：受熱面管子膨脹受阻的部位、管子焊縫等部位。

2.5 過 熱

鍋爐受熱面在運行中，由于各種原因沒有得到很好的冷卻，控制好管壁溫度，使受熱面在超溫的狀態(tài)下長時間的運行，就會使受熱面管子壁溫超過允許的溫度，管子表面嚴重氧化，出現(xiàn)蠕脹脹粗、脫碳現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為管子過熱。

鍋爐受熱面管子最易發(fā)生過熱脹粗的部位是：布置在爐膛上方的分隔屏過熱器、后屏過熱器、鍋爐水冷壁高負荷區(qū)域。

2.6 疲 勞

疲勞是指鍋爐受熱面承受交變應(yīng)力長期運行，致使鍋爐受熱面的局部出現(xiàn)永久性損傷的缺陷，鍋爐受熱面發(fā)生疲勞的最終結(jié)果是受熱面管子表面發(fā)生微型裂紋，疲勞是受熱面的隱性缺陷很難被發(fā)現(xiàn)。

鍋爐受熱面最容易發(fā)生疲勞的部位是：受熱面聯(lián)箱與受熱面管子相連接的角焊口處等熱應(yīng)力較集中的區(qū)域，鍋爐機組的頻繁啟停是造成該區(qū)域疲勞的重要原因之一。另外，頻繁發(fā)生晃動或振動的鍋爐受熱面管子也易于發(fā)生疲勞。

3 鍋爐“四管”防磨防爆檢查重點及處理方法

3.1 水冷壁

水冷壁是鍋爐的主要受熱部分，水冷壁的運行工況十分惡劣，它由數(shù)排鋼管組成，分布于鍋爐爐膛的四周。它的內(nèi)部為流動的水或蒸汽，外界接受鍋爐爐膛的火焰的熱量。水冷壁主要存在結(jié)渣和水冷壁高溫腐蝕問題，還存在管子磨損、拉裂、高溫腐蝕、漲粗鼓包、結(jié)垢等問題。

水冷壁重點檢查部位：冷灰斗、四角噴燃器處、折焰角區(qū)域、上下聯(lián)箱角焊縫、懸吊管、吹灰器區(qū)域。抽查部位：熱負荷最高區(qū)域的焊口、管壁厚度、腐蝕情況；噴燃器滑板處；剛性梁處；鰭片焊縫膨脹不暢部位。

四角燃燒器、二次風嘴兩側(cè)易被煤粉磨損，發(fā)現(xiàn)管子被吹損，將吹損管補焊后加裝不銹鋼防磨板；延伸水冷壁管與延伸側(cè)包墻交界處、爐膛四角、側(cè)水冷壁與前后水冷壁下斜坡交界處易被拉裂和漏風磨損，檢查時發(fā)現(xiàn)有拉裂跡象，要對此部位進行打磨著色，打水壓時重點檢查此部位，發(fā)現(xiàn)側(cè)水冷壁與前后水冷壁斜坡交界處有漏風現(xiàn)象，用耐火澆筑料抹住；冷灰斗斜坡易被焦塊或檢修時掉落的異物砸壞，發(fā)現(xiàn)超標的硬傷及時換管處理；吹灰器附近是易被吹損部位，及時調(diào)整吹灰器角度，以上部位應(yīng)加大力量重點檢查，除仔細檢查其外觀狀況外，還要視情況測量水冷壁管壁壁厚。

3.2 省煤器

省煤器為鍋爐低溫受熱面，省煤器就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的低溫煙氣的熱量，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率。省煤器主要存在飛灰磨損和機械損損傷、管內(nèi)腐蝕等缺陷。尾部煙道煙溫較低，灰粒較硬磨損較重。

重點檢查部位：重點檢查靠近爐墻管子及彎頭，管卡部位、突出管排的管子、節(jié)距不均勻易形成煙氣走廊附近管子、防磨護鐵磨損松動、脫落處的管子，防磨護鐵接口處、有異物卡管阻擋處的管子、外圈管子、經(jīng)常換管的部位、上部1-3排管子，下部1-2排管子。

3.3 過、再熱器

過熱器是鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應(yīng)壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。再熱器實質(zhì)上是一種把作過功的低壓蒸汽再進行加熱并達到一定溫度的蒸汽過熱器，再熱器的作用進一步提高了電廠循環(huán)的熱效率，并使汽輪機末級葉片的蒸汽溫度控制在允許的范圍內(nèi)。過、再熱器的結(jié)構(gòu)和布置方式基本相同，主要存在對受熱面高溫積灰和高溫腐蝕問題，還存在管子磨損、漲粗、過熱、蠕變等問題。

過、再熱器重點檢查部位：管排膨脹受阻的部位；管子表面易結(jié)焦氧化部位；管卡燒損變形部位；夾持管與管排摩擦、相互振動部位；下彎頭向火部位；運行中有超溫記錄的部位和高負荷區(qū)重點測量管子漲粗和蠕漲。

對于穿屏管和夾屏管部位存在的磨損，視磨損情況加裝防磨鐵或更換新管；發(fā)現(xiàn)有漲粗的管子時要割管取樣檢查；對于包墻過熱器人孔門讓位管存在的吹損，可將人孔門上下各500mm讓位管區(qū)域抹耐火膠泥，將管子全部覆蓋；對于異種鋼焊縫要進行取樣抽測，發(fā)現(xiàn)失效，更換異種鋼短節(jié)。

4 預防措施

（1）為主的原則，全面科學的掌握鍋爐“四管”狀況、分析“四管”爆漏的原因、總結(jié)“四管”爆漏的規(guī)律，根據(jù)檢查、檢驗及受熱面壽命評估情況，及時制定防范措施，并實施改造方案。

（2）建立健全責任制，發(fā)揮主觀作用，消除先天性、后發(fā)性缺陷，提高運行、檢修和管理水平，降低和減少鍋爐“四管”爆漏的次數(shù)。為了防止鍋爐四管爆漏，必須堅持發(fā)電設(shè)備全過程管理，加強各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量意識，對鍋爐的運行、維護、檢修、技改等各個環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關(guān)。

（3）充分利用大、小修對四管進行宏觀檢查，其檢修內(nèi)容包括：高溫腐蝕、磨損、脹粗、鼓包、焊接狀態(tài)等情況，其中對熱負荷較集中部分采取割管檢查和化學分析，對易結(jié)焦、易磨損、吹灰器易吹薄的部位進行側(cè)厚檢查，對過熱器、再熱器等易超溫的部位進行金相分析。

（4）加裝四管爆漏報警裝置，密切監(jiān)視四管報警情況，一旦發(fā)生，應(yīng)及時停爐處理，避免缺陷擴大。加裝必要的測溫元件，嚴防受熱面四管超溫。

（5）加強“四管”各部附件的檢查，掌握磨損規(guī)律，如及時處理防磨瓦、管卡和管排出列等缺陷，及時清理管排間雜物，及時消除煙汽走廊，運行中控制煙氣流速。

（6）鍋爐燃燒的調(diào)整；嚴格控制汽水各部件的參數(shù)，嚴禁超限運行。合理調(diào)整風粉量過剩和空氣量，使煤粉在爐內(nèi)充分燃燒。保證磨煤機在最佳狀態(tài)運行，嚴格控制煤粉細度。噴燃器運行良好可防止火焰中心傾斜，防止局部結(jié)焦超溫。

（7）嚴格控制汽、水品質(zhì)，做好定排、連排和爐內(nèi)加藥等工作，做到不合格水不入爐、不合格蒸汽不啟機，做好啟停爐保護措施。

5 結(jié)束語

鍋爐“四管”爆漏事故必將導致停爐消缺，是造成發(fā)電廠非停的主要原因，影響電廠的設(shè)備安全及經(jīng)濟效益，甚至造成電網(wǎng)事故和人身安全事故，因此檢修中鍋爐“四管”的防磨防爆工作是整個火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。明確了鍋爐四管的重點檢查部位，還需要制定嚴密的組織、實施措施，還需要負責任的工作人員、充足的工作時間和良好的工作環(huán)境，只有實實在在地投入人力、物力和精力，才能切實提高鍋爐四管防磨防爆檢查工作的質(zhì)量，機組的安全穩(wěn)定運行才能得到保障。

參考文獻

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收稿日期：2018-7-21