鍋爐的四管泄漏原因及控制措施詳解

鍋爐本體范圍內(nèi)的主要承壓管件省煤器管、水冷壁管、過熱器管、再熱器管（以下簡稱“四管”）是火力發(fā)電廠鍋爐的重要設(shè)備之一，分別承擔(dān)著加熱給水、蒸發(fā)給水、加熱蒸汽、加熱做功蒸汽的重要任務(wù)。在正常運(yùn)行中，如果鍋爐“四管”發(fā)生泄漏，就只有采取強(qiáng)迫停運(yùn)而進(jìn)行搶修，其泄漏嚴(yán)重影響了火力發(fā)電廠的正常生產(chǎn)，對(duì)發(fā)電廠以及電網(wǎng)危害極大，直接的經(jīng)濟(jì)損失為幾十萬及至上百萬元，因跳閘進(jìn)而停電造成用戶的直接和間接損失就更大。“四管”泄漏嚴(yán)重威脅著火力發(fā)電廠機(jī)組的安全滿發(fā)，“四管”隱患是火力發(fā)電廠機(jī)組的重大隱患。

近幾年，煤價(jià)上升發(fā)電成本的不斷提高，火電廠的生存不斷受到?jīng)_擊，對(duì)火電廠的安全運(yùn)行提出了更高的要求。防止鍋爐“四管”泄漏，對(duì)于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、樹立企業(yè)的形象、增大企業(yè)的競爭力，具有十分重大的意義。

一、鍋爐四管泄漏情況原因分析

1. 磨損是鍋爐"四管"泄漏的主要原因之一。

磨損的機(jī)理：煤粉爐的煙氣帶有大量飛灰粒子，這些飛灰粒子都有一定的動(dòng)能，當(dāng)煙氣沖刷受熱面時(shí)，飛灰粒子就不斷的沖刷管壁，每次都從管子上削去極其微小的金屬屑，久而久之，就會(huì)使管壁變薄，這就是磨損。

影響受熱面磨損的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面：

①飛灰速度：磨損量和飛灰速度的三次方成正比，煙氣流速每增加一倍，磨損量要增加7倍。

②飛灰濃度：飛灰濃度增大，飛灰沖擊次數(shù)增多，使磨損加劇。

③灰粒特性：灰粒越粗，越硬，磨損越嚴(yán)重。飛灰中含碳量增加，也會(huì)使磨損加劇，因?yàn)榛抑薪固嫉挠捕缺然伊Ｒ摺?

④飛灰撞擊率：飛灰顆粒大、比重大、煙氣流速快、煙氣粘度小，則飛灰的撞擊機(jī)會(huì)就多，磨損就嚴(yán)重。

2. 高溫腐蝕也是鍋爐“四管”泄漏的重要原因。

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(yán)重，水冷壁向火側(cè)管子較為嚴(yán)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(duì)腐蝕有很大影響。鍋爐缺氧燃燒，主燃燒區(qū)形成強(qiáng)還原性氣氛，HCL加劇對(duì)氧化膜的破壞，爐膛動(dòng)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(yán)重。這些都是導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕爆管的原因。

3. 水循環(huán)不順暢引發(fā)運(yùn)行問題。

在電廠鍋爐中，造成四管泄漏問題的常見問題之一即為水循環(huán)不順暢。究其根本原因，這主要是因?yàn)殡姀S長時(shí)間停留在低負(fù)荷，因此產(chǎn)生水循環(huán)不順暢。很多原因都會(huì)導(dǎo)致電廠低負(fù)荷，這主要由經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r決定。與此同時(shí)，在我國的北方地區(qū)，由于水結(jié)冰的時(shí)期比較長，這樣也會(huì)造成水冷壁時(shí)常產(chǎn)生不順暢。因?yàn)樗h(huán)不順暢具有非常細(xì)微的現(xiàn)象，所以在現(xiàn)實(shí)設(shè)備的檢修過程中發(fā)現(xiàn)起來也非常困難，所以，此問題會(huì)在很大程度上導(dǎo)致鍋爐的運(yùn)行發(fā)生問題。

4. 由檢修人員檢修不當(dāng)帶來的機(jī)械損傷。

在檢修過程中，由于維修人員的疏忽或使用維修工具不當(dāng)致使金屬表面受傷，強(qiáng)度降低使設(shè)備不能承受介質(zhì)的壓力而產(chǎn)生爆管；檢修中鋸割管道時(shí)不小心時(shí)傷到其他管子而沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或者沒有及時(shí)處理；焊接管子也沒有嚴(yán)格按照焊接工藝操作規(guī)程進(jìn)行或熱處理沒有處理好都屬于機(jī)械損傷。只要維修人員認(rèn)真負(fù)責(zé)和檢修時(shí)做好監(jiān)督，對(duì)損傷的管子及時(shí)處理，這類泄漏是完全可以避免的。

5. 鍋爐設(shè)計(jì)不科學(xué)。

基于筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，電廠鍋爐設(shè)計(jì)不科學(xué)是造成鍋爐水冷壁滲漏的關(guān)鍵原因，這是因?yàn)樵诰薮蟮膲毫ψ饔孟拢浔诘暮附犹幰驗(yàn)闊o法承受巨大壓力而極易造成泄露。在通常狀況下，產(chǎn)生此現(xiàn)象的根本原因即為鍋爐設(shè)計(jì)不科學(xué)，對(duì)冷水壁管路的具體重量并未給予充分重視，從而導(dǎo)致在懸掛點(diǎn)出現(xiàn)比較大的負(fù)荷，造成一個(gè)懸掛點(diǎn)不能承受其壓力，進(jìn)而產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。

二、降低四管泄漏事故的控制措施

1. 完善防磨、防腐措施，采用新技術(shù)、新方法來增加設(shè)備的使用壽命。如省煤器穿墻處、靠墻兩側(cè)添加防磨護(hù)板，并補(bǔ)充完善管子上的防磨蓋板，以加強(qiáng)防磨作用；水冷壁管燃燒區(qū)域內(nèi)，特別是焊口位置，高溫腐蝕嚴(yán)重，為防止高溫腐蝕采用新型防腐蝕材料，取消已往的滲鋁等防腐蝕技術(shù)，同時(shí)也解決了焊口位置容易發(fā)生高溫腐蝕的問題。

2. 加強(qiáng)運(yùn)行管理。增進(jìn)受熱面運(yùn)行中的超溫監(jiān)控，對(duì)超溫現(xiàn)象加強(qiáng)技術(shù)分析，對(duì)運(yùn)行人員加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)。要求運(yùn)行人員正確處理好安全與效益的關(guān)系，提前掌握煤炭、設(shè)備、運(yùn)行方式等信息，加強(qiáng)燃燒調(diào)整。嚴(yán)格控制機(jī)組在啟停、水壓試驗(yàn)和運(yùn)行過程中出現(xiàn)升降溫速度過快、超溫超壓運(yùn)行和燃燒不穩(wěn)定等現(xiàn)象，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)、煤質(zhì)等監(jiān)督工作。建議各廠進(jìn)行超溫統(tǒng)計(jì)，把超溫及汽溫空降監(jiān)控納入金屬技術(shù)監(jiān)督體系，以便加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督管理。

3. 加強(qiáng)鍋爐檢驗(yàn)和防磨防爆檢查。對(duì)于省煤器，重點(diǎn)檢查易引起磨損的煙氣走廊位置；檢查導(dǎo)流板、防磨罩、防磨瓦是否完好和管排出列情況；檢查煙氣擋板調(diào)溫裝置后的管子磨損情況。對(duì)于水冷壁，檢查燃燒器附近水冷壁的高溫腐蝕減薄情況；檢查水冷壁的鰭片焊縫、管徑脹粗和結(jié)垢情況，對(duì)兩種介質(zhì)溫度的管間鰭片兩邊留有一定的膨脹裕度。對(duì)于過熱器和再熱器重點(diǎn)檢查與聯(lián)箱短管接頭的角焊縫處情況，對(duì)結(jié)構(gòu)明顯不合理的應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)；在高負(fù)荷區(qū)域檢查結(jié)垢、高溫氧化腐蝕和管徑脹粗等過熱現(xiàn)象；管排定位夾持管是否松動(dòng)；在對(duì)流區(qū)的受熱面應(yīng)檢查有可能形成煙氣走廊、灰濃度集中區(qū)域的管壁磨損，對(duì)管排不整齊或有出列現(xiàn)象必須進(jìn)行消除、整排；檢查吹灰器附近的管子被吹損情況；減溫器的定位螺絲處或笛形噴水管根部是否開裂。

4. 積極培訓(xùn)維修操作人員。優(yōu)秀的鍋爐維修操作人員能夠有效的降低電廠鍋爐泄漏現(xiàn)象的發(fā)生概率。所以，電廠要積極的為鍋爐維修人員提供科學(xué)、合理的培訓(xùn)，從而提高其對(duì)電廠鍋爐的維護(hù)與檢修技術(shù)水平，增強(qiáng)鍋爐維護(hù)人員的維修技術(shù)操作能力。在通常狀況下，應(yīng)聘請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)與高超技術(shù)的、資格深厚的技術(shù)人員對(duì)鍋爐維修人員開展技術(shù)培訓(xùn)與講解。在條件允許的狀況下，電廠也可積極的與有關(guān)高等院校進(jìn)行合作，從而借助高等院校的豐富資源，提高維修操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及理論水平。

5. 完善設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加大安全裕度是防治“四管”爆漏的根本措施。如設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)受熱面布置、爐膛熱強(qiáng)度、鋼材、交叉混合及膨脹系統(tǒng)等考慮合理的話，會(huì)大大地減少爆漏的發(fā)生。如近年來投產(chǎn)較多的國產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組和600MW機(jī)組，在設(shè)計(jì)中制造廠都對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)做了修改，如提高爐膛高度、選取較低的爐膛容積熱負(fù)荷、提高鋼材等級(jí)、增加減溫級(jí)數(shù)與點(diǎn)數(shù)和降低尾部受熱面的煙速等，因此，它們的爆漏次數(shù)相對(duì)較少。

 三、結(jié)語

在火力發(fā)電安全生產(chǎn)過程中，鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行起著決定性的作用。由于鍋爐四管泄露和爆管事故必須停爐消缺，所以鍋爐四管安全運(yùn)行與否是整個(gè)發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。鍋爐四管檢查沒有捷徑可走，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，才能保證鍋爐四管設(shè)備的安全。雖然四管泄漏對(duì)發(fā)電廠鍋爐來說是很難完全避免的，但是通過采取預(yù)防措施卻可以最大限度地減少鍋爐四管泄漏。在掌握了四管泄漏的基本規(guī)律后，采取針對(duì)性的措施，可以大大提高鍋爐運(yùn)行的可靠性。