電廠鍋爐“四管”爆破的主要原因分析及處理

摘 要：水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器通常合稱為鍋爐“四管”。鍋爐“四管”對機組的安全穩(wěn)定運行起著至關重要作用。鍋爐一旦發(fā)生爆管現象必須停爐進行維修處理，以致降低爆管給電廠帶來的不必要的麻煩和損失。本文就“四管”爆破的主要原因做了簡單的分析，并給出了相應的防止措施。

關鍵詞：鍋爐四管;爆破;原因;措施

1 緒論

隨著我國能源技術高質量快速發(fā)展，我國的火力發(fā)電廠在處理鍋爐“四管”爆破的問題上取得了很大的突破。但仍然還有很大的不足之處，為了進一步提高電廠鍋爐“四管”的使用壽命，同時也能夠節(jié)約火電廠運行成本，我們必須對引起鍋爐“四管”爆破的各種原因進行分析，并對產生的原因給予相應的應對措施。盡管鍋爐設備在設計，安裝和運行方面已大大改善，但鍋爐“四管”爆破還是會經常發(fā)生的。我們要了解四管爆破的原因并及時掌握防止四管爆破的處理方法，這樣才能使電廠安全經濟運行。

2 鍋爐“四管”爆漏的原因分析

2.1磨損是“四管”爆破的首要因素

在鍋爐運行過程中，磨損是“四管”爆破的主要原因之一。主要發(fā)生在省煤器、低溫過熱器、低溫再熱器和燃燒器附近的水冷壁管。由于省煤器的結構排管密集，煙氣在其內有較高的流速，致使爐煙中的灰粒和爐內燃燒不充分的煤粉加速跑向尾部，加劇了對省煤器的磨損程度，所以在省煤器、過熱器、再熱器三個受熱面中省煤器的磨損程度最為嚴重。與省煤器相比，過熱器和再熱器的損失較小，一般發(fā)生在局部位置。

飛灰摩擦損失是影響鍋爐正常運行的主要原因，煙氣速度越大，加劇了對管道的沖擊碰撞程度，同時使管壁變薄加快了磨損進程。由于鍋爐的設計、安裝、檢修等不夠，都有可能導致飛灰摩擦損失。在過熱器的安裝和維修中，再熱器受熱面管子固定不牢或變形，造成機械磨損和泄漏。

2.2腐蝕是“四管”爆破的重要影響因素

由于高溫高壓的原因，水冷壁管外壁容易發(fā)生高溫腐蝕，并且爐內的燃用煤含有的硫化物成分較高，膛內燃燒區(qū)水冷壁貼壁處與氧氣接觸面積變小。燃燒時產生CO、SO2與高溫高壓區(qū)域受熱面管子相接觸易發(fā)生化學反應，使水冷壁管變薄，導致爆管泄露。在還原氣體濃度高的地方，腐蝕程度更嚴重。

鍋爐給水雜質造成受熱面積灰，容易引起水冷壁管內壁腐蝕。因為管內水中存在沉積物同時由于其他元素的存在，使管中水的PH值發(fā)生改變形成酸堿性環(huán)境，對水冷壁造成一定的腐蝕，最終導致水冷壁管爆破。

2.3 過熱對鍋爐“四管”爆破的影響

過熱器和再熱器發(fā)生過熱，是因為它們是受熱表面工作液溫度和傳熱效果差。當出現過熱現象后，過熱器和再熱器管壁溫度超過它們的允許使用溫度范圍內，此時管組織結構發(fā)生變化，大大降低了承壓部件所能夠承受的最大應力值，同時在管子的內力作用下管子會產生一定程度的形變，加快了“四管”爆破的進程。

短期過熱和長期過熱是過熱的兩種情況。與兩者相比，在很多情況下會發(fā)生長期過熱，并且由于長時間處于高溫環(huán)境中而導致管道破裂，從而導致管道破裂。長期過熱主要發(fā)生在高溫過熱器管出口部分外圈的著火側。由于長期過熱的存在，使管壁變薄變脆。短期過熱是指管壁溫度低于所要求的最低溫度的材料，管材強度惡化容易出現爆管現象。而過熱器受熱面管子常發(fā)生短時過熱。

2.4 管材質量和焊接質量對鍋爐“四管”爆破影響因素

隨著溫度和壓力的升高，過熱器容易產生爆管現象。管材質量是鍋爐正常運行的前提?！八墓堋币坏┏霈F質量問題，就特別容易發(fā)生爆管事故。在鍋爐的運行過程中如果選用不符合質量要求的管材，會降低管材的性能，處于高溫工作狀態(tài)，從而導致爆管泄露。

另外，焊接質量對于鍋爐“四管”也很重要。鍋爐管道的許多接口是通過焊接設計來完成的，在焊接的工作中，如果焊接處沒有把握好，極易存在裂紋、夾渣、未焊接上等問題，從而加大受熱面的爆管泄漏的可能性。焊縫焊接質量較差，高溫導致在焊縫處會存在一些漏點，進而引起爆破。

3防止鍋爐“四管”爆破的措施

3.1 “四管”防磨、防腐措施

（1）在省煤器、低溫過熱器、低溫再熱器的尾部受熱面涂抹耐磨抗腐蝕涂料或使用防磨裝置;

（2）為了防止水冷壁的高溫段，特別是焊縫的位置，應采用新的防腐材料;

（3）繼續(xù)加強防磨防爆研究，不斷對鍋爐受熱面設備進行全面檢查;

（4）消除“煙氣走廊”是降低低溫再熱器管和覆蓋壁管磨損的最有效途徑;

（5）合理調節(jié)燃燒，使燃燒條件和火焰中心位置達到最佳，降低高溫腐蝕，減少煙氣偏差和流量偏差;

（6）加強吹灰器管理，防止吹灰器泄漏進而破壞受熱面管子。

3.2 加強運行管理

（1）鍋爐在工作時，應規(guī)范操作，以確保鍋爐的四個管子處于良好的工作狀態(tài);

（2）加強鍋爐運行的監(jiān)督管理，防止管壁超溫引起爆管泄露;

（3）嚴格控制管道水蒸氣質量，確保鍋爐蒸汽水質量良好;

（4）加強選煤監(jiān)督管理，選用優(yōu)質煤，能夠有效降低硫分、揮發(fā)分以及灰分。

3.3防止“四管”過熱的處理措施

（1）改善爐內燃燒狀況，減小燃燒中心高度;

（2）定期進行化學洗滌，去除雜質物;

（3）對受熱面的結構進行改造，使介質流量能夠合理分配;

（4）除去管子表面附著物。

3.4管材質量和焊接質量方面

（1）對焊材庫進行加強監(jiān)督管理，對焊材質量要求嚴加把控;

（2）每次在換管前應進行合格檢驗;

（3）對焊接材料應加強管理，防止焊接材料受潮和失效，影響焊接質量;

（4）每次焊后對管道進行熱處理和無損檢測。

4 結論

通過上述分析可知，“四管”對鍋爐正常運行中扮演著非常重要的角色。本文就鍋爐“四管”爆破的主要原因及處理措施做了簡單分析。在鍋爐運行過程中可能會出現由磨損、腐蝕、過熱、管材質量和焊接質量等問題引起的四管爆破給電廠帶來較大的經濟損失。因此，防止“四管”爆破的措施顯得尤為重要。防止“四管”爆破方法很多，在各自優(yōu)勢的前提下，制定一套完整應對事故發(fā)生的可行性方案，以最大的程度消除鍋爐“四管”等設備的安全隱患，確保機組安全運行。

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作者簡介：

楊冠華，男，1994年出生，漢族，山西省大同市，本科在校生，中國礦業(yè)大學銀川學院信息工程學院，研究方向：能源與動力工程（火電廠）