锅炉四管磨损及防护应对措施

锅炉四管磨损及防护应对措施

袁昆贤

（图木舒克热电有限责任公司843900）

传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管子的泄漏。锅炉四管涵盖了锅炉的全部受热面，它们内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中的所在，所以很容易发生失效和泄漏问题。据历年不完全统计锅炉"四管"泄漏占火力发电机组各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生"四管"泄漏，增加非计划停运损失，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全、经济运行。引起锅炉"四管"泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。

一、锅炉"四管"泄漏原因分析

1.磨损

煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大；烟气携带的灰粒越多（飞灰浓度越大），撞击的次数就越多，其结果都将加速受热面的磨损，磨损多发生在冲击角为30°-50°的部位。

水冷壁磨损的部位主要是在一次风口周围的水冷壁管，因风粉流冲刷磨损和吹灰器吹扫时的冲刷磨损等引发。

省煤器的磨损，主要表现为局部磨损和均匀磨损两个方面，尤其是局部磨损易引起省煤器漏泄，其位置多发生在省煤器左右两组的中部弯头、靠近前后墙的几排管子、错列省煤器顺烟气流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨损措施不当易引起其附近管子磨损的部位等。

2.腐蚀

锅炉"四管"受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀。当腐蚀严重时，可导致腐蚀爆管事故发生。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550-710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。

水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域，如燃烧器附近。过热器、再热器区还原性气体比炉内低，腐蚀速度一般比水冷壁小。

低温腐蚀是指硫酸蒸汽凝结在尾部受热面上而发生的腐蚀，这种腐蚀也称硫酸腐蚀。它一般出现在低温级空气预热器的冷端。当带有SO3的烟气流经尾部受热面时，当尾部受热面的壁温低于酸露点时水蒸气在管壁上凝结成水，烟气中的SO3气体溶于水中，形成H2SO4溶液，从而腐蚀管壁金属即为低温腐蚀。

3.过热

过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。

4.安装焊接质量

锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，一台大型锅炉整个受热面焊口数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。

5.拉裂

所谓"拉裂"是指在锅炉经过多次起停后在管子-管子、管子-密封件、管子-刚性梁连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。这些部位炉外有保温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发现，也很难装设监测设备。

二、锅炉"四管"泄漏预防措施

1、针对锅炉四管本体防护措施

（1）省煤器

省煤器在运行中的损坏原因，主要是管外壁的飞灰磨损和管内壁结垢、氧化腐蚀，而以前者为主。检查重点部位：省煤器上表面第一、二、三排的磨损；防磨瓦完好情况；前后墙、甲乙侧墙附近管子的磨损；管排内是否有堵灰现象；前后墙弯头防磨隔板是否严密，有无串风现象，管排内是否杂物。

（2）水冷壁

对水冷壁管的检查：重点检查膜式水冷壁燃烧器、吹灰器附近的管子的磨损；屏过人孔门弯管打焦时的磨损；水冷壁打焦孔弯管的磨损；水冷壁的密封鳍片是否受损；水冷斗处管子检查有无凹陷、点蚀；是否有锅炉发生严重缺水事故而使管子过热变形、变色；水冷壁悬吊管胀粗检查；弯管弯向炉内的看火孔、打焦孔、烟压测点孔、水冷壁四周（大板梁）部位、四角打焦孔密封盒处、吹灰器孔部位的磨损；割管取样检查时恢复管子的探伤检查等。

（3）过热器

屏式过热器检查重点是：吹灰器、下部和遮焰角紧贴部分磨损检查，打焦时经常接触部位磨损检查（冲击硬伤）；高温蠕胀测量，损坏的管卡修复，将跳出管屏的管子归位，对管子蠕胀的检查；割管取样检查时恢复管子的探伤检查等。对流过热器检查重点是：检查打焦时经常接触部位磨损情况；检查对流迎火面前两排管子磨损情况；检查吹灰器周围蒸汽冲刷；管排间距是否均匀，管卡、梳形卡有无脱落、损坏，若管排疏密不均，对稀疏部位进行磨损检查；对管子蠕胀的检查；割管取样检查时恢复管子的探伤检查等。墙式过热器检查重点是：顶棚管有无变色、变形；吹灰器周围蒸汽冲刷情况；侧包墙、后包墙下集箱耐火浇注料是否脱落，下集箱磨损情况；弯管弯向炉内的烟压测点孔、吹灰器孔等部位的磨损情况。检查顶棚过热器吊装孔部位磨损情况。

（4）再热器

再热器检查重点是：上表面第一、二、三排的磨损；防磨瓦完好情况；前后墙、甲乙侧墙附近管子的磨损；管排内是否有堵灰现象，是否有杂物；靠后墙弯头部分里外侧的磨损情况；管排间距是否均匀，管卡有无脱落、损坏，若管排疏密不均，对稀疏部位进行磨损检查；对管子蠕胀的检查。

（5）省煤器悬吊管

省煤器悬吊管检查重点是：同各吹灰器接近部位的检查；对流过热器后部位的检查。

2．加强检修管理，制定实施防磨计划，针对设备的磨损情况制定防磨计划，一是利用大修机会有计划地对锅炉受热面进行整治；充分利用机组大修机会对锅炉受热面进行重点整治，对磨损、胀粗、热腐蚀严重超标的管子及时予以更换；二是利用小修或机组备用停机对机组易磨损部位进行跟踪检查，做到逢停必检。

3．加强对运行的监督，实行压红线运行考核，严禁锅炉超负荷运行，认真按规程升、降负荷，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。

4．加强燃煤掺烧工作，根据锅炉设计热值的要求及入厂煤的实际情况，将不同煤质分堆存放，各煤种搭配人炉，做好燃煤掺烧工作以达到锅炉燃烧的要求，有利于安全经济运行。

5．对设备进行技术改造，对设计遗留问题适时进行技术改造。例如：对管排安装防磨瓦，减少烟气对管排的冲刷。

三、结论

防止"四管"泄漏是一项综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理和检查、综合考虑。定期对机组运行、检修中暴露出的问题开展专题分析活动，超前谋划和防范，修订《防止"四管"泄漏管理规定》，制定切实可行的目标、技术措施，层层落实岗位责任制。加强对隐蔽部位的检查，发现了许多问题并及时处理，大大地减少了锅炉非停，保证了发电厂的安全稳定运行。