基于锅炉“四管”爆漏及防磨防爆的探讨

基于锅炉“四管”爆漏及防磨防爆的探讨

张志洪

（国家电投集团贵州金元茶园发电有限责任公司贵州金沙551800）

摘要：在电站发电机组的各类事故停运原因中，锅炉“四管”爆漏事故是最主要的方面。据不完全统计，在全国各类火力发电站运营过程中锅炉事故发生率约占占据总事故的63.2%，且在全部锅炉事故中因为承压部件泄漏引发事故高达86.7%。锅炉四管爆漏事故发生必将导致停炉消缺，不仅影响电厂的设备安全及经济效益，甚至还会造成电网事故和人身安全事故。因此，加强锅炉“四管”的防磨防爆措施的研究，是整个火力发电厂安全生产的重中之重。为此，笔者结合工作实践，对600MW等级超临界锅炉“四管”防磨防爆措施进行探讨，以供参考。

关键词：600MW超临界锅炉；四管爆漏；预防措施

在当前的火力发电站机组的各类非计划停运原因中，锅炉“四管”泄漏、爆漏问题占据最主要的因素。引起锅炉发生“四管”泄露的原因很多，来自制造工艺、磨损、腐蚀、安装质量、氧化皮脱落、超温运行、拉裂、吹灰器吹损等方面的因素都可能导致“四管”泄漏。并且一旦发生“四管”爆漏，就会导致电站生产计划被迫中止，增加大量的检修工作，情节严重时还会造成生产事故，严重的影响火力发电站的安全生产和经济运营。

1.1磨损

锅炉省煤器、低温过热器、低温再热器及喷燃器火嘴附近的水冷壁弯管处，在一定程度上容易发生磨损，进而发生泄漏。由于省煤器的管排比较密集，与其它部位相比，这里的烟气流速比较高。在这种情况下，如果炉烟中灰粒比较多，或者锅炉启动时，受煤粉燃烧不充分的影响和制约，使得灰粒随炉烟流向尾部，进一步加剧省煤器等的磨损速度。通常情况下，磨损主要发生在低温过热器、低温再热器的局部位置。

1.2受热面高温氧化腐蚀

在锅炉内部燃煤燃烧过程中，由于煤含硫较高，燃烧工况较差，水冷壁管贴壁处煤粉燃烧时，由于氧气较少，进而燃烧不充分。在燃烧过程中，会生成还原性气体，这些还原性的气体与受热面管子容易发生相应的化学反应，进而在一定程度上导致管子腐蚀变薄，尤其是焊口的凹陷，容易发生爆管泄漏（称高温腐蚀）；由于蒸汽内含有各种杂质，在燃烧过程中，通过与受热面管子相接触，这些杂质容易发生电化学反应，在管子的内壁上便会形成凹坑，当承受不住蒸汽的压力时，在这些管壁比较薄的位置，容易发生爆管现象。在高温、应力、腐蚀介质的影响下，过热蒸汽器、再热蒸汽器运行时间过长，在高温烟气冲刷的影响下，管子外壁容易发生腐蚀，进而发生相应的高温烟气氧化腐蚀；受流动过热蒸汽，以及压力的影响和制约，在管子内部容易发生高温蒸汽氧化腐蚀现象。

1.3锅炉给水中含有杂质

在锅炉的供给水中，由于含有钙、镁盐类等物质，在高温的作用下，易发生各种物理、化学反应。某些钙、镁盐类等在高温条件下容易生成沉淀物，并且这种沉淀物难以溶解；随着水温的升高，某些具有负溶解度盐的溶解度将会降低到一定程度，当溶液达到过饱和状态后便会从水中直接析出；水分随着温度的不断升高出现蒸发和浓缩，进而在一定程度上增加了含盐浓度，当溶液超过自身的饱和浓度后，也会析出相应的沉淀，析出的沉淀物通常情况下为：一是水垢，牢固地粘结在受热面内壁上，而且沉积物质地比较密实；二是水渣，在水中形成松散的悬浮沉淀物。

1.4长期超温运行

在高温条件下，锅炉受热面长时间运行，金属的金相组织在一定程度上易发生一些有规律的变化，通常情况下，其显微组织往往要经历动态过程，主要表现为碳化物的变化。

1.5管子制造、安装、检修焊缝的质量

管道安装过程中，受到安装、检修焊接质量的影响和制约，进而在对管道的焊接部位进行施工时，容易发生应力集中，进而在一定程度上使得接头的机械性能大幅度的降低，通常情况下焊口咬边、满溢、焊瘤、内凹、未焊透、夹渣、气孔、裂缝等是造成机械性能降低的主要原因。在一定程度上，由于焊口部位比较薄弱，爆管现象比较容易发生。对于异种钢焊接的部位，需进行相应的处理，但由于热胀能力比较差，进而在焊接接头处发生环向的破裂、爆管。

1.6运行环境恶劣

机组受频繁启停、负荷率低的影响和制约，炉管及焊口在一定程度上容易出现疲劳，进一步增加了锅炉爆漏的几率；如果没有正确地调整火焰中心，水冷壁管炉墙受到一、二次风的冲刷减薄，使得爆管泄漏事故比较容易出现；通常情况下，如果火焰中心偏低，易导致炉底温度过高过热，以及产生炉底漏渣等，底部水冷壁管由于覆盖炉内漏出的高温炉渣，在一定程度上使得水冷壁炉底管形成超温的过热，进而发生爆管和泄漏。

1.7吹灰器、折焰角扰流风吹损

运行机组，吹灰器、折焰角扰流风喷嘴角度的安装偏差及蒸汽带水，均会造成炉墙管受热面及管排受热面受到吹损。

2防止四管泄漏的措施

2.1为了防止锅炉“四管”泄漏的发生，通常情况下，需要利用等级检修、技改工程等机会，在一定程度上全面的更换老化的、磨损面积比较大的设备。

2.2利用停炉的机会，全面开展停炉必检工作，认真检查锅炉各受热面、承压部件，及时的处理更换存在缺陷的管子，对锅炉内部进行相应的检验，同时及时解决处理检验中发现的问题，在一定程度上确保设备的健康水平。

2.3采用新技术、新工艺。例如，通过防磨护板等对省煤器穿墙处、侧墙等部位进行处理，同时补充和完善管子上的防磨盖板等，在一定程度上强化防磨作用；在其燃烧区域内，对于水冷壁管，尤其是焊口处，由于受到严重的高温腐蚀，通常情况下采用20G无缝管，同时利用超音速喷涂新型防腐蚀材料对外表面进行处理，进而对高温腐蚀进行预防，进而在一定程度上解决焊口处发生高温腐蚀。

2.4空气动力场试验，检查燃烧器喷嘴安装角度、切圆等，通过调整使其符合要求，必要的情况下，根据实际空气动力更换原设计倾角、切圆等，进而在一定程度上避免水冷壁管受到一、二次风气流的冲刷。

2.5加大燃烧调整力度，对燃烧工况和火焰中心进行合理调整，在一定程度上降低高温腐蚀，同时降低烟气的温度偏差，以及流量的偏差等。启炉初期打开所有的疏水，在一定程度上确保过热器疏水及时排尽，避免水塞；严格控制锅炉升温升压速度，监视水冷壁、过热器、再热器壁温不能超温。

2.6加强技术管理与技术监督，对锅炉压力容器及管道等进行登记，了解和掌握设备的健康状况，制定可行的处理方案对设备存在的不安全隐患进行处理，在萌芽中消除“四管”泄漏的可能；仔细分析已发生的“四管”泄漏原因，提出预防性的措施防止发生同类事故，

2.7加强燃烧调整，合理配风，避免风量过大或缺氧燃烧，严禁超温、超压运行。

2.8加强锅炉吹灰器运行、维保管理，保持受热面的清洁，防止由于受热面积灰、结焦等引起的受热面超温。防止锅炉吹灰器、折焰角扰流风喷嘴角度的安装偏差及蒸汽带水，造成炉墙管受热面及管排受热面受到吹损。

结束语

锅炉“四管”安全运行直接影响到整个火力发电安全生产，对锅炉“四管”进行相应的检查，通常情况下需要安排大量的人力、物力、财力等，需始终抱着应修必修、修必修好的负责态度，确保锅炉“四管”的安全性，确保锅炉机组安全稳定运行。

参考文献：

[1]张萍.浅析锅炉故障的预测方法[J].中国科技博览，2015，（12）：20.

[2]张清峰，陈英涛.锅炉四管泄漏的规律及防范措施[J].华北电力技术，2016，（11）：47-51.