锅炉高温再热器泄漏原因及处理措施

锅炉高温再热器泄漏原因及处理措施

邳建超

天津国能津能滨海热电有限公司 天津市 300459

摘要：电站锅炉中的“四管”主要包括了水冷壁管、省煤器管、过热器管和再热器管，其中再热器在设计的过程中将国产钢研102管材作为制造材料，管排结构设计缺乏合理性和科学性，导致管子容易出现膨胀受阻和再热器管子泄漏的问题，不仅会影响到锅炉的安全运行，还能对电厂的经济性和安全性造成极其严重的影响。基于此，本文对锅炉高温再热器泄漏原因进行详细的调查和分析，并制定科学合理的处理措施，以此保障电厂的经济性和安全性。

关键词：锅炉；高温再热器；泄漏；处理措施；

引言：在社会行业高速发展的背景下，大大推动了我国电厂的快速发展，同时随着国民经济发展水平的不断提高，对电厂的生产经营和发展提出了新的要求。由于锅炉高温再热器频繁出现泄漏问题，对电厂的经济性和安全性造成了严重的影响，为了促进我国电厂的可持续发展，以及满足广大人民群众的需求，应当对锅炉高温再热器泄漏进行原因剖析，并结合所分析的具体情况和结果及时制定完善的解决措施，以及积极推进锅炉高温再热器的设计改造。

1. 锅炉高温再热器泄漏原因分析

根据相关调查可知，部分锅炉高温再热器在短短四年的投产时间内，其出现泄露问题高达27，更换掉的管子也有67根，并在通过使用水压试验的方式检查出其中出现泄露问题的地方达到43处，甚至在展开大检修的时候发现并更换掉24根损坏的管子，这是我国河北西某发电有限责任公司针对高温再热器频繁出现泄露问题展开调查且得到的数据。由此可见，锅炉高温再热器泄漏一直是电厂普遍存在的问题，也是需要加以重视的问题。

1. 选择的管材不合适

一般高温再热器设计过程中会优先选择钢研102管材，而这种管材的适用温度范围在600~620℃，但这种管材最大的缺陷在于性能不够稳定，所以其使用温度最好将其控制在≤600℃.北京巴威公司为了提高管材的使用性能，通过设计和计算将高温再热器最高壁温为605℃，接着将其进行运行，通过对其运行状态进行监测和试验，发现炉外温度达到465~585℃，炉内约为560~612℃。当锅炉停止运装的时候，再热器会由于缺乏冷却汽源，炉外温度一般会大于605℃，甚至还会超过620℃。这种工作条件过于恶劣，选用的钢研102管材比较不合适，从而容易导致高温再热器出现泄露问题^[1]。

2. 管材设计过于复杂易产生膨胀受阻

在锅炉高温再热器设计的过程中，考虑各方面的因素影响，制造厂一般会通过热力计算再热器的壁温，然后根据实际壁温选择使用不同材质的管子，如T22、TP304等，却没有充分考虑到不同材质的管子其线性热膨胀系数也是不同的。在高温再热器的出口段材质、壁温不同的情况下，其膨胀量也是存在较大的差别。例如奥氏体不锈钢TP304H，将其用于壁温最高处的部位，其产生的膨胀量与其他地方的相比会有很大的差距。膨胀量大的管子和膨胀量小的管子这两者之间存在相互制约的关系，膨胀量大的管子起到承受压应力的作用，而膨胀量小的管子主要是起到承受拉应力的作用。然后这种应力会在焊接性能比较差的管子焊口处产生不良的影响，会导致管子焊口处出现裂开现象，进一步则会导致高温再热器泄漏问题的发生。

3. 管卡结构及工艺的缺陷问题

管卡结构及工艺存在缺陷也是影响锅炉高温再热器出现泄漏的原因之一，一般会通过对导向定位板上下间隙进行测量，并将测量结果与设计标准进行对比，根据设计的间隙标准为15mm，实测间隙却存在有大有小的不规则现象，则说明制作装配工艺存在缺陷。管子材质、长度的不同，导致相邻的两根管子在受热出现膨胀的时候容易产生相对位移，根据对其位移量进行测量，不难发现其一般会大于导向定位板间隙，也就容易出现膨胀受阻的问题，进一步会导致管子出现拉裂泄漏问题。还有部分制造厂为了缩减成本，没有严格依据相关规范和标准定位导向板焊接在管壁上，也没有对其焊接质量进行严格的管控，容易造成咬坑、过烧等严重的缺陷。通常在进行大检修的时候就会发现焊接在管壁上的导向定位板脱落现象十分严重。

二、锅炉高温再热器的改造措施

根据上文对锅炉高温再热器泄漏产生原因进行了详细的分析，不难知道高温再热器的壁温太高，超过了钢研102管材的适用温度范围，采用不同材质的管子却没有考虑到管材设计的合理性，以及导向定位板结构设计中存在缺陷等因素，是造成锅炉高温再热器产生泄漏问题的重要原因。根据其产生原因提出相应的解决和改造措施，以此保障电厂的经济性和安全性，促进我国发电企业的健康发展。

1. 优先选择合适且合格的管材

由于钢研102管材无法适应锅炉高温再热器的壁温，所以可以选择新的管材更换钢研102管材，如T91钢是一种源于美国研制的新型钢材，被列为火电厂锅炉用钢SA213-T91,其特点在于具有较强的耐高温性能、优异的蠕变性能，以及具备良好的冲击韧性，通过利用这些优势可将其应用于电厂锅炉过热器和再热器管中，还可以用于壁温≤625℃的高温过热器，或者壁温≤600℃的高温再热器管排可以使用这种管材。另外根据T91管材的使用状况来看，其冷加工性能和传热性能十分优异，正是如此，将其取代钢研102管材，能够达到解决异种钢焊接的问题，以及不同材质的管子造成的膨胀受阻问题也能够得到有效解决

^[2]。

2. 做好锅炉过热器、再热器泄漏的预防工作

通过分析和研究已经知道造成锅炉高温再热器泄漏的原因在于选用的管材不适合，以及管材设计确定一定的合理性，对于这种情况需要从根源上着手进行处理和预防。首先为了防止漏风，需要对炉膛承压进行严格的把控，并准确调节馆内蒸汽温度。实时观察和掌握燃烧配风和内外风的旋转强度，依据其合理控制炉膛高度，主要是为了防止火焰中心向上移动。另外在管材设计的过程中需要对不同材质的管子进行详细的调查和分析，如使用性能、适用温度和经济因素等，当处于运行工况的情况下，高温再热器管子则会承受一定程度的拉应力或压应力，这时候通过检测和分析可知，主要是因为金属晶界发生了微量元素p的偏聚及网状碳化物的析出现象，这也就造成了材料性能弱化现象。对于这种情况则需要对管材的膨胀受阻进行分析并提出相应的预防措施。

（三）加强管卡结构及工艺的有效改造

原有的管卡机构及工艺存在一定程度的缺陷，通过将套管式取代原承重管卡，可达到增加管卡与管子焊接面积的作用，进一步有效提升管卡结构的承重强度^[3]。原定位导向定位板直接焊接在管壁上容易出现脱落问题，如此可将其改造为夹手铐式管卡，能够使管子膨胀的自由度得到有效增大，以此降低膨胀偏差产生的热应力，有效预防焊口应力集中和管壁开裂泄漏问题的发生。

结语

综上所述，根据实际情况可知，锅炉高温再热器泄漏是影响电厂经济性和安全性的关键因素，为了促进我国火电厂的安全生产和稳定发展，针对锅炉高温再热器泄漏的原因进行调查和分析是非常有必要的。同时还得根据调查与分析的具体情况提出相应的解决或改造措施，通过有效改造能够保障设备的正常运行，降低受热面泄漏、管卡脱离等问题的发生，从而有助于预防高温再热器泄漏现象的产生。

参考文献

1. 徐敏,程浩.锅炉高温再热器爆管分析[J].湖北电力,2018,42(04):28-31.

2. 武建斌.循环流化床锅炉屏式再热器鳍片裂纹原因分析及处理[J].中国科技信息，2011，（17）:135,139.

3. 张成.火电厂高温过热器泄漏原因分析及防范[J].江西电力职业技术学院学报.2015，（1）:19-21.