鍋爐四管泄漏重點檢查部位與原因分析

 火力發(fā)電廠鍋爐四管泄漏是影響發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的主要危害之一，雖然現(xiàn)代鍋爐設(shè)備在設(shè)計、安裝、運行控制等方面采取了很多預防措施，但是火力發(fā)電廠鍋爐四管泄漏在電廠設(shè)備事故中所占比重高居不下，某廠2005年162次一類障礙中鍋爐占91次，其中四管泄漏49次，占鍋爐全部一類障礙的54%。結(jié)合其它電廠四管泄漏事件的研究分析，分析出發(fā)電廠鍋爐檢修時“四管”防爆防磨檢查重點部位以及防治方法，為電廠鍋爐的安全、穩(wěn)定運行提供了可靠的理論與實際依據(jù)。

1 前 言

發(fā)電廠燃煤鍋爐“四管”（水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管）運行中發(fā)生爆破損壞的原因有：管外磨損，管內(nèi)（外）腐蝕，管子超溫運行，管子質(zhì)量不良，制造、安裝、檢修不良等等。分析和掌握鍋爐四管泄漏的正確原因，采取可行的預防措施，檢查到位，就可防止同類故障重復發(fā)生。

2 鍋爐四管泄漏原因分析與檢查重點部位

2.1 管外磨損

2.1.1 機械磨損

管子之間以及管子與其它部件之間的磨損十分普遍，由于運行中管排之間膨脹、晃動的方向、幅度、頻率不一致，相互貼近的部位就很容易發(fā)生磨損，而且管壁減薄速度很快，3～4 年即可磨損2～3mm，從而造成受熱面管子因管壁強度不夠而爆管。

機械磨損易發(fā)部位有：

⑴、省煤器懸吊管與臥式管排緊貼部位。省煤器懸吊管因其吊掛耳板制作、安裝不良，或臥式管排定位管卡損壞、失落，造成省煤器懸吊管與臥式管排緊貼，導致磨損。

⑵、管排固定卡對受熱面管排的磨損也十分嚴重，特別是同一管卡分別固定（連接）兩種管排的部位。辛店電廠#4 鍋爐低溫再熱器梳形管卡固定在省煤器懸吊管上，運行不到3年的時間，2005年底大修時發(fā)現(xiàn)省煤器懸吊管已被磨損了50多處，最深的部位磨損了2.5mm多，遠遠低于強度校驗最小壁厚，隨時都有爆管的危險。其中磨損部位主要是因在安裝時U 形夾塊與固持管存在夾角，U 形夾塊的尖銳棱角在運行中與相互存在運動位移的固持懸吊管摩擦導致。

⑶、立式管排定位管與管排接觸部位。屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器處于煙溫較高部位，定位管固定卡易燒壞，而由于其立式布置的特點，運行中晃動劇烈，晃動幅度大，管排磨損尤其嚴重。

2.1.2 飛灰磨損

攜帶固態(tài)灰粒的煙氣，以一定流速流過受熱面時，灰粒對受熱面的每次撞擊都會削去微小的金屬屑，管壁由于長期磨損而變薄，強度降低，從而引起泄漏事故。飛灰磨損受煙氣速度、飛灰濃度、飛灰磨損性能、鍋爐結(jié)構(gòu)的影響，一般說煙速高、飛灰濃度大、灰粒硬度大、管排錯列布置時磨損較嚴重。飛灰磨損在過熱器、再熱器、省煤器、水冷壁的管壁上都有發(fā)生，磨損較嚴重的的部位有：

⑴、Π型布置的鍋爐水平煙道兩側(cè)及底部、后豎井煙道轉(zhuǎn)彎的后墻，因為這些地方容易形成煙氣走廊，造成局部煙氣速度高、飛灰濃度加大。

⑵、受熱面安裝時布置不均勻，管排固定卡子燒壞以及受熱面邊排管與爐墻間的均流板破損，這些因素都會因形成局部煙氣走廊而發(fā)生磨損。

⑶、受熱面第一排管子磨損嚴重部位，在管子迎風面中心點左右對稱的撞擊角30～40 度范圍內(nèi)，管壁測厚檢查時應測量此區(qū)域。

⑷、錯列管排的磨損嚴重區(qū)域在第二排管子上，撞擊角25～35度處。因為此時灰的濃度較大，速度加快，故磨損嚴重，經(jīng)第二排后灰粒動能降低，以后各排磨損減輕。

⑸、順列管排的磨損嚴重區(qū)域在第五排處的管子，撞擊角60度處。因為煙氣進入管排后，由于通流截面的縮小，煙速提高，而灰粒速度的提高有一定的滯后過程。順列管排最后一、二排管子往往也發(fā)生嚴重磨損，是由于煙氣流在臨近出口處有擴散作用，增強了灰粒對兩側(cè)管壁的磨損。

⑹、燃燒器因設(shè)計、安裝、檢修不良，噴口與二次風箱之間連接處留有縫隙，造成帶灰二次風、周界風由縫隙中高速噴出沖刷磨損水冷壁。鍋爐省煤器處設(shè)計煙速一般小于9m/s,周界風、二次風風速都在40m/s 左右，甚至更高,而且熱風溫度要遠遠低于省煤器入口的煙氣溫度，金屬磨損與煙速的三次方成正比，灰粒越硬磨損越嚴重，因此燃燒器噴口兩側(cè)一旦形成貼壁氣流就很容易發(fā)生磨損。

⑺、因鍋爐設(shè)計、煤質(zhì)、運行控制等原因造成燃燒器噴口燒壞，煤粉氣流發(fā)生偏斜，沖刷磨損附近水冷壁管。

⑻、檢修時還應注意檢查：順列管排中突出的管子，管子防磨蓋板變形、破損、脫落及搭接處出現(xiàn)縫隙的部位，人孔門、看火孔、吹灰孔及穿墻管處密封不嚴，漏風形成渦流，也容易造成局部磨損。

2.1.3 吹灰蒸汽吹損

吹灰器的投入，會造成吹灰器區(qū)域的管壁磨損，一旦吹灰器運行中卡澀，吹灰器汽源只往一處沖刷，會使管子迅速磨損發(fā)生爆破。吹灰器區(qū)域管子的減薄是吹灰時灰粒變硬、動能提高、氧化腐蝕等綜合原因造成的，而沖刷程度與吹灰器和管子間的距離、吹灰蒸汽的壓力有很大關(guān)系。

2.2 腐蝕

2.2.1 管外腐蝕

管外腐蝕分高溫腐蝕和低溫腐蝕，低溫腐蝕常發(fā)生在預熱器及以后的部位，而高溫腐蝕易發(fā)生在水冷壁和過熱器、再熱器的高溫煙氣區(qū)域，過熱器、再熱器因為還原性氣體比爐膛低，腐蝕速度比水冷壁要小。發(fā)生高溫腐蝕的主要原因是：在煤燃燒過程中生成了復合硫酸鹽，這些復合硫酸鹽在550℃～580℃的溫度范圍內(nèi)呈熔融狀態(tài)粘附在管壁上與Fe 發(fā)生反應，從而造成爐管的腐蝕。

2.2.2 管內(nèi)腐蝕

鍋爐水側(cè)腐蝕的成因錯綜復雜，有溶解氧腐蝕、沉積物垢下腐蝕、酸性腐蝕、堿性腐蝕、停用腐蝕等。其中溶解氧腐蝕是一種電化學腐蝕，給水管道和省煤器入口端特別容易受到溶解氧腐蝕。當管子內(nèi)壁附著有水垢、水渣時，在其下面會發(fā)生嚴重的沉積物腐蝕，主要發(fā)生在水冷壁管部位，特別是熱負荷較高的位置，如噴燃器附近。重點防范部位：

⑴、噴燃器高度范圍內(nèi)水冷壁處于爐膛燃燒中心，管外高溫腐蝕嚴重，而且管內(nèi)容易發(fā)生沉積物垢下腐蝕、酸性腐蝕、堿性腐蝕等，噴燃器區(qū)域水冷壁應該進行定期抽查測厚。

⑵、省煤器入口聯(lián)箱出口管座及彎頭部位，溶解氧腐蝕最為嚴重，應定期普查。

2.3 管子超溫運行

當金屬溫度超過允許極限溫度，內(nèi)部組織發(fā)生變化，許用應力降低，塑性變形加快，最后導致超溫爆管。超溫爆管的原因一般是由于運行調(diào)整不當，設(shè)計上存在缺陷，制造、安裝、檢修不良造成的。超溫爆管又分為長時超溫爆管和短時超溫爆管，短時超溫爆管大多發(fā)生在燃燒器附近的水冷壁管、屏式過熱器及省煤器。

⑴、根據(jù)運行中壁溫的監(jiān)視情況，重點檢查受熱面超溫部位，若發(fā)現(xiàn)管壁有明顯脹粗、鼓皰、氧化鐵較厚甚至沿應力方向裂開，應進行取樣檢測。

⑵、定期檢查、測量水冷壁、屏過、高過、高再等處于高溫煙氣區(qū)域內(nèi)的管子脹粗。

⑶、定期檢查汽包內(nèi)部件的完整、牢固情況，防止汽包內(nèi)附件散落，堵塞下降管或水冷壁管。

⑷、要杜絕因檢修不當引起的管內(nèi)異物堵塞。如在換管過程中割管時異物落入垂直管段；

聯(lián)箱內(nèi)套筒固定焊接件脫落；汽包內(nèi)遺留雜物等情況引起局部受熱面無流量或少流量。

3 結(jié)束語

鍋爐四管泄漏事故必將導致停爐消缺，影響電廠的設(shè)備安全及經(jīng)濟效益，甚至造成電網(wǎng)事故和人身傷害事故，因此檢修中鍋爐"四管"的防爆防磨檢查是整個火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。明確了鍋爐"四管"的重點檢查部位，還需要制定嚴密的組織、實施措施，還需要負責任的工作人員、充足的工作時間和良好的工作環(huán)境，只有實實在在地投入人力、物力和精力，才能切實提高鍋爐"四管"防爆防磨檢查工作的質(zhì)量，發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行才能得到保障。