电站锅炉“四管”防磨防爆技术管理研究

电站锅炉“四管”防磨防爆技术管理研究

张建宾

(大唐太原第二热电厂锅炉工程部山西省太原市030002)

摘要：文章介绍电站锅炉四管发生爆漏的机理以及失效的特征，分析目前由于超（超）临界机组的参数增加而导致出现的四管爆漏新问题，并提出了电站锅炉四管防磨防爆的经验对策，以供参考。

关键词：电站锅炉；四管；防磨防爆技术

1引言

在火电厂运行过程中，锅炉是最关键也是最重要的部件之一，对于火电厂发电系统的正常和安全运转起到重要作用，所以火电厂中锅炉的“四管”工作是火电厂管理工作中的重点内容。锅炉运行中最容易出现的事故类型就是“四管”泄露问题，“四管”管理工作是火电厂锅炉管理工作中的重点和难点，针对此问题，火电厂必须采用有效的“四管”防磨防爆检查和预防工作，以提高锅炉运行的安全性。

2“四管”爆漏机理及失效特征

2.1四管爆漏机理

火电厂中进行锅炉的“四管”就是指对锅炉设备中的省煤器、水冷器、过热器以及再热器四个主要设备进行管理，其管理的主要内容就是以上四种设备的爆漏问题，这主要是由于锅炉在运行中其过热区域、烟气流动速度较快的位置及水冷壁等都是容易出现故障和事故的重点部位，且导致以上这些设备和部位出现爆漏问题的原因主要是：由于在锅炉以上部位以及设备的使用过程中出现过热、腐蚀、磨损以及外力破坏等；由于在对以上设备进行设计和安装过程中存在不合理以及不到位等因素，而且这些设备和部位所采用的材质以及自身质量存在问题，加之锅炉的运行环境较为恶劣，所以导致爆漏问题频繁发生。

2.2四管失效特征

锅炉四管的常见缺陷主要有以下几种形式：一是磨损。其主要原因就是在锅炉运行中，在锅炉的炉膛以及烟道内的锅炉受热面会受到高温烟气的冲刷，且由于高温烟气中会含有灰粒等物质，在长时间的冲刷作用下这些灰粒会对受热面的管壁造成持续磨损，这就会导致管壁的厚度会不断减少。二是腐蚀缺陷。其主要原因就是在受热面表面金属和烟气中的其他物质之间发生化学反应，在金属原子与其他物质发生反应并结合为新的物质时就会与金属表面进行脱离，从而会导致出现金属质地疏松以及硬度降低等问题。而腐蚀缺陷根据其不同的原理和发生部位主要分为外部腐蚀和内部腐蚀两种。三是裂纹缺陷。其主要原因就是由于金属内部的冷热不均匀而引起的，在锅炉受热面工作中受到较大的热应力时，金属内部在此热应力以及内部压力和外力的综合作用下会导致其内部结构造成破坏，所以就会导致裂纹缺陷的发生。四是过热缺陷。在锅炉运行中没有对受热面进行良好的冷却，也没有对管壁温度进行很好地检测和控制，这就会导致受热面长时间处于较高的温度下，而且当其管子温度远超出其可以承受的范围时就会导致出现严重的氧化问题，甚至会导致脱碳问题的发生。五是疲劳缺陷。此种缺陷主要是由于锅炉运行中的受热面长时间受到交变应力作用而引起的，在此作用下会在锅炉受热面的局部产生永久性的损伤，这就会导致在受热面上产生微型裂纹，这些裂纹就是疲劳缺陷，而且具有一定的隐蔽性，对其进行及时发现和处理的难度较大。

3超（超）临界机组运行中出现的新问题

目前的超（超）临界机组具有较高的温度和压力等参数，而且蒸汽温度已经达到或超过金属材料的高温氧化临界值，这就容易导致四管的高温部分出现高温氧化腐蚀加剧的问题，而且随着机组参数的提高，此问题的治理难度也随之增加。此外，机组参数的提高也增加了锅炉均流的难度，容易由于过热器节流孔设置不合理而导致出现管子温差过大以及超温等问题。为了满足高温高压参数的要求，目前锅炉四管中的管子壁厚都有所增加，而且管子内径有所减小，这就需要更大的焊接应力和结构应力来满足要求，但是也导致容易出现低周疲劳失效、管内异物堵塞而出现超温甚至爆管失效等问题。随着机组参数的增加也导致炉膛尺寸和部件尺寸的增加，在高温环境下也会导致其膨胀量有所增加，也容易由于结构应力增大而出现低周疲劳失效的问题。此外，机组参数的增加也导致锅炉受热面布置密度增加以及结构更加复杂，所以容易导致出现管子之间的碰磨问题，以及烟气粉尘产生的冲刷磨损问题。不仅如此，在目前电力市场竞争越来越激烈的形势下，电厂为了追求利益提高竞争力，所采用的燃煤通常会偏离设计而采用劣质煤，如果不对运行参数和配风策略进行调整，就容易增加四管爆漏的几率。

4“四管”防磨防爆经验对策

4.1定期检修和更换锅炉四管及其部件

为了预防火电厂锅炉四管在运行中出现磨损以及爆漏等问题，需要从以下方面进行预防和改善：对锅炉四管进行定期检查，对已经超出或者即将达到使用期限的零部件进行及时更换和维修，对锅炉系统中各个部件的使用期限进行合理规划和记录，在检修时根据是使用期限的具体情况来对其进行养护和维修，以及定期更换，严禁出现存在问题或者超期的部件在锅炉系统中继续服役使用的现象。

4.2对检查方法进行优化

在对锅炉四管进行防磨防爆检查的过程中，需要对检查方法进行改进和优化，通过对全面检查和重点检查两种检查方式的有效结合来提高检修的全面，减少检查工作的工作量，按照逢停比检的原则，在有条件的情况下对重点部位进行全面技术检查。还是以锅炉的过热器为例，其在运行中是比较容易出现氧化皮并发生脱落的四管之一，这样就会导致氧化皮会堵塞过热器的运行管道，这就要在停机检修的过程中通过磁通检测方法对管道的堵塞以及氧化皮脱落问题进行检查，或者是可以在一些极端特殊的情况下还可以进行割管检查。

4.3注意对锅炉四管源头问题的检查

对源头问题进行检查就是对锅炉四管所用材料的材质和质量等进行重点控制，并且在对锅炉四管进行安装时应针对其防磨防爆性能进行合理安装，而且在锅炉四管的安装过程中就要进行四管防磨防爆检查工作的开展，主要是对锅炉四管的原材料质量、焊接组装工序施工质量等进行检查，规范各个安装工作的操作流程和工艺，此外，还要对燃煤质量和锅炉燃烧率进行严格控制，避免由于燃煤质量存在问题而加剧管壁磨损的问题。

5结语

针对目前电站机组参数不断增加的情况下而导致四管爆漏问题概率的增加以及其他新问题的产生，需要在分析锅炉四管爆漏机理和失效特征的基础上，采用合理的防磨防爆技术来提高锅炉设备的健康水平，并且需要对检查工艺和方案进行不断更新来满足防磨防爆工作不断提高的技术要求。

参考文献：

[1]郭传山.火电厂锅炉“四管”防磨防爆检查重点及预防措施[J].工程技术研究,2016(7).

[2]陈建飞.火电厂锅炉防磨防爆管理模式探索及应用[J].工程技术:全文版,2016(12):00314-00315.