李樹(shù)榮 李品 李俊琪

摘要：對(duì)于火電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，其鍋爐“四管”在一定程度上直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，“四管”一旦發(fā)生泄漏，電廠(chǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將會(huì)受到嚴(yán)重的影響，本文通過(guò)對(duì)“四管”設(shè)備的分析，提出針對(duì)“四管泄漏”的防治的方法。

關(guān)鍵詞：四管 泄漏 原因 措施

0 引言

對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，其“四管”通常情況下，主要包括：水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器四部分，受過(guò)熱、腐蝕、磨損等因素的影響和制約，在一定程度上導(dǎo)致以上四種鍋爐本體承壓管件發(fā)生泄漏、破裂或者爆管等，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為四管泄漏。在火力發(fā)電機(jī)組各類(lèi)非計(jì)劃停運(yùn)原因中，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，鍋爐“四管”泄漏占據(jù)首位。對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，“四管”爆漏一旦發(fā)生，在一定程度上將會(huì)增加非計(jì)劃停運(yùn)損失，檢修的工作量也會(huì)大大的增加，甚至釀成事故，直接威脅到火力發(fā)電廠(chǎng)的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，我國(guó)電力行業(yè)受到一定的沖擊，進(jìn)而在一定程度上對(duì)火電廠(chǎng)的安全運(yùn)行提出更高的要求。在這種情況下，提高火力發(fā)電機(jī)組可靠性，需要采取措施防止鍋爐四管漏泄，同時(shí)也是提高發(fā)電設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)和保證。

1 鍋爐四管泄漏原因分析

在火力發(fā)電廠(chǎng)中，承壓管件省煤器管、水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管作為鍋爐本體范圍內(nèi)的重要設(shè)備，通常情況下，覆蓋了鍋爐的全部受熱面，在其內(nèi)部通常要承受著工質(zhì)的壓力，以及化學(xué)物品的作用，在其外部通常要承受高溫、侵蝕和磨損的影響，在這種情況下，鍋爐容易發(fā)生失效、泄漏等問(wèn)題，進(jìn)而在一定程度上引發(fā)四管泄漏、爆管等。通常情況下，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生磨損、高溫腐蝕、給水品質(zhì)腐蝕管道、超溫運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行環(huán)境惡劣、檢修、安裝質(zhì)量的影響等是造成四管泄漏的主要原因。

1.1 磨損

對(duì)于省煤器、低溫過(guò)熱器、低溫再熱器來(lái)說(shuō)，在其尾部受熱器上及噴燃器火嘴附近的水冷壁彎管處，由于煙溫較低，在一定程度上容易發(fā)生磨損，進(jìn)而發(fā)生泄漏。由于省煤器的管排比較密集，與其它部位相比，這里的煙氣流速比較高。在這種情況下，如果爐煙中灰粒比較多，或者鍋爐啟動(dòng)時(shí)，受煤粉燃燒不充分的影響和制約，使得灰粒隨爐煙流向尾部，進(jìn)一步加劇省煤器的磨損速度。通常情況下，磨損主要發(fā)生在低溫過(guò)熱器、低溫再熱器的局部位置。

1.2 受熱面高溫氧化腐蝕

在鍋爐內(nèi)部，在燃燒燃用煤種的過(guò)程中，由于這種煤含硫較高，并且具有較差的燃燒工況，水冷壁管貼壁處煤粉在燃燒區(qū)域內(nèi)進(jìn)行燃燒時(shí)，由于氧氣較少，進(jìn)而燃燒不充分。在燃燒過(guò)程中，會(huì)生成還原性氣體，這些還原性的氣體與受熱面管子容易發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致管子變薄，尤其是焊口的凹陷，容易發(fā)生爆管泄漏（稱(chēng)高溫腐蝕）；由于蒸汽內(nèi)含有各種雜質(zhì)，在燃燒過(guò)程中，通過(guò)與受熱面管子相接觸，這些雜質(zhì)容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在管子的內(nèi)壁上便會(huì)形成凹坑，當(dāng)承受不住蒸汽的壓力時(shí)，在這些管壁比較薄的位置，容易發(fā)生爆管現(xiàn)象。在高溫、應(yīng)力、腐蝕介質(zhì)的影響下，過(guò)熱蒸汽器、再熱蒸汽器運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在高溫?zé)煔鉀_刷的影響下，管子外壁容易發(fā)生腐蝕，進(jìn)而發(fā)生相應(yīng)的高溫?zé)煔庋趸g；受流動(dòng)過(guò)熱蒸汽，以及壓力的影響和制約，在管子內(nèi)部容易發(fā)生高溫蒸汽氧化腐蝕現(xiàn)象。

1.3 鍋爐給水中含有雜質(zhì)

在鍋爐的供給水中。由于含有鈣、鎂鹽類(lèi)等能結(jié)垢的物質(zhì)，在高溫的作用下，容易發(fā)生各種物理、化學(xué)反應(yīng)。某些鈣、鎂鹽類(lèi)等在高溫條件下容易生成沉淀物，并且這種沉淀物難以溶解；隨著水溫的升高，某些具有負(fù)溶解度鹽的溶解度將會(huì)降低到一定程度，當(dāng)溶液達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)后便會(huì)從水中直接析出；水分隨著溫度的不斷升高出現(xiàn)蒸發(fā)和濃縮，進(jìn)而在一定程度上增加了含鹽濃度，當(dāng)溶液超過(guò)自身的飽和濃度后，也會(huì)析出相應(yīng)的沉淀。析出的沉淀物通常情況下，主要為：一是水垢，牢固地粘結(jié)在受熱面內(nèi)壁上，而且沉積物質(zhì)地比較密實(shí)；二是水渣，在水中形成松散的懸浮沉淀物。

1.4 長(zhǎng)期超溫運(yùn)行

在高溫條件下，鍋爐受熱面運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，金屬的金相組織在一定程度上容易發(fā)生一些有規(guī)律的變化，通常情況下，其顯微組織往往要經(jīng)歷動(dòng)態(tài)過(guò)程，主要表現(xiàn)為碳化物的變化。

1.5 管子制造、安裝、檢修焊縫的質(zhì)量

在對(duì)管道進(jìn)行安裝的過(guò)程中，由于受到安裝、檢修焊接質(zhì)量的影響和制約，進(jìn)而在對(duì)管道的焊接部位進(jìn)行施工時(shí)，容易發(fā)生應(yīng)力集中，進(jìn)而在一定程度上使得接頭的機(jī)械性能大幅度的降低，通常情況下焊口咬邊、滿(mǎn)溢、焊瘤、內(nèi)凹、未焊透、夾渣、氣孔、裂縫等是造成機(jī)械性能降低的主要原因。在一定程度上，由于焊口部位比較薄弱，爆管現(xiàn)象比較容易發(fā)生。對(duì)于焊接的部位，通過(guò)采用異種鋼進(jìn)行相應(yīng)的處理，由于熱脹能力比較差，通常容易造成爆管，進(jìn)而在焊接接頭處發(fā)生環(huán)向的破裂。

1.6 運(yùn)行環(huán)境惡劣

對(duì)于機(jī)組來(lái)說(shuō)，受頻繁啟停、負(fù)荷率低的影響和制約，機(jī)組爐管和焊口金屬等在一定程度上容易出現(xiàn)疲勞，進(jìn)一步增加了鍋爐爆漏的幾率；如果沒(méi)有正確地調(diào)整火焰中心，水冷壁管爐墻受到一、二次風(fēng)的沖刷，削弱了管子的厚度，使得爆管泄漏事故比較容易出現(xiàn)；通常情況下，如果火焰中心偏低，那么容易導(dǎo)致?tīng)t底溫度過(guò)高。容易發(fā)生過(guò)熱，以及產(chǎn)生爐底漏渣等，底部水冷壁管與定排管上由于覆蓋爐內(nèi)漏出的高溫爐渣包，在一定程度上使得水冷壁爐底管、定排管形成超溫的過(guò)熱，進(jìn)而發(fā)生爆管和泄漏。

2 防止四管泄漏的措施

2.1 為了防止鍋爐“四管”泄漏的發(fā)生，通常情況下，需要對(duì)（大修、技改工程，以及單項(xiàng)工程）用各種機(jī)會(huì)進(jìn)行充分的利用，在一定程度上全面的更換老化的、磨損面積比較大的設(shè)備。

2.2 充分利用停爐的機(jī)會(huì)，認(rèn)真檢查鍋爐承壓部件，及時(shí)的更換處理存在缺陷的管子。請(qǐng)有資質(zhì)人員對(duì)鍋爐內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，同時(shí)及時(shí)解決處理檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，在一定程度上確保設(shè)備的健康水平。

2.3 制定防磨、防腐方案，為了延長(zhǎng)鍋爐相關(guān)設(shè)備的使用壽命和服役時(shí)間，通常情況下，采用新技術(shù)、新工藝。例如，通過(guò)防磨護(hù)板等對(duì)省煤器穿墻處、靠墻的兩側(cè)等部位進(jìn)行設(shè)置和處理，同時(shí)補(bǔ)充和完善管子上的防磨蓋板等，在一定程度上強(qiáng)化防磨作用；在其燃燒區(qū)域內(nèi)，對(duì)于水冷壁管，尤其是焊口處，由于受到嚴(yán)重的高溫腐蝕，通常情況下采用20G無(wú)縫管，同時(shí)利用超音速?lài)娡啃滦头栏g材料對(duì)外表面進(jìn)行處理，進(jìn)而對(duì)高溫腐蝕進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而在一定程度上解決焊口處發(fā)生高溫腐蝕。

2.4 開(kāi)展相應(yīng)的空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)。嚴(yán)格的檢查噴燃器安裝角度、切圓等，在一定程度上使其符合相應(yīng)的要求，必要的情況下，根據(jù)實(shí)際空氣動(dòng)力更換原設(shè)計(jì)傾角、切圓等，進(jìn)而在一定程度上避免水冷壁管受到一、二次風(fēng)氣流的沖刷。

2.5 對(duì)運(yùn)行中的燃燒加大調(diào)整力度，對(duì)燃燒工況和火焰中心進(jìn)行合理組織，在一定程度上降低高溫腐蝕，同時(shí)降低煙氣的溫度偏差，以及流量的偏差等。啟爐初期，打開(kāi)所有的疏水，在一定程度上確保過(guò)熱器疏水及時(shí)排盡，避免水塞；在啟爐時(shí)，嚴(yán)格控制升溫升壓速度，監(jiān)視頂棚過(guò)熱器壁溫不能超溫。

2.6 加強(qiáng)技術(shù)管理與技術(shù)監(jiān)督，對(duì)鍋爐、汽包、壓力管道等進(jìn)行登記，對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行及時(shí)的了解和掌握，制定可行的處理方案對(duì)設(shè)備存在的不安全隱患進(jìn)行處理，在萌芽中消除將要發(fā)生的“四管”泄漏；仔細(xì)分析已發(fā)生的“四管”泄漏的原因，為了防止發(fā)生同類(lèi)事故，需要提出預(yù)防性的措施。

2.7 加強(qiáng)燃燒調(diào)整，合理配風(fēng)，避免風(fēng)量過(guò)大或缺氧燃燒，嚴(yán)禁超溫、超壓運(yùn)行。

2.8 搞好鍋爐受熱面的吹灰工作，保持受熱面的清潔，防止由于受熱面積灰、結(jié)焦等引起的受熱面超溫。

3 結(jié)束語(yǔ)

在火力發(fā)電過(guò)程中，鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行是發(fā)電安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。必須通過(guò)停爐的方式，鍋爐“四管”泄露和爆管事故才能徹底的根除，所以鍋爐“四管”安全運(yùn)行直接影響到整個(gè)火力發(fā)電安全生產(chǎn)。對(duì)鍋爐“四管”進(jìn)行相應(yīng)的安全檢查，根本不存在捷徑，在檢查過(guò)程中，通常情況下需要安排大量的人力、物力、財(cái)力等，進(jìn)行檢查時(shí)需要端正態(tài)度，始終抱著應(yīng)修、必修、修必修好的負(fù)責(zé)態(tài)度，確保鍋爐“四管”的安全性。通常情況下，只有對(duì)“四管”做好檢查工作，才能確保鍋爐機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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[3]張曉明.鍋爐四管泄漏原因及防治措施[J].科技與企業(yè)，2012（11）.

作者簡(jiǎn)介：

李樹(shù)榮（1975-），男，工程師，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)從事電廠(chǎng)鍋爐檢修工作。

李品（1967-），男，本科，現(xiàn)從事電廠(chǎng)熱控自動(dòng)化管理工作。

李俊琪（1976-），男，本科，現(xiàn)從事電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化工作。