文連洋 區(qū)思君

摘 要：“四管”是鍋爐設(shè)備的重要承壓部件，而“四管”的爆破始終是火電廠安全生產(chǎn)的重大威脅，本文通過(guò)分析“四管”爆破的根本原因，并結(jié)合其它發(fā)電廠這一方面的成功經(jīng)驗(yàn)，提出防止“四管”爆破的綜合治理和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；四管泄漏；預(yù)防措施

1 前言

省煤器管、水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管簡(jiǎn)稱鍋爐“四管”，是鍋爐的主要承壓管件，也是火力發(fā)電廠鍋爐的重要設(shè)備之一，分別承擔(dān)著將給水加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱的重要任務(wù)。在正常運(yùn)行中，如果鍋爐”四管”發(fā)生泄漏，就只有采取強(qiáng)迫停運(yùn)而進(jìn)行搶修?！八墓堋毙孤┦腔鹆Πl(fā)電廠機(jī)組的嚴(yán)重威脅，“四管”隱患是火力發(fā)電廠機(jī)組的重大隱患。為了減少鍋爐非停次數(shù)，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，我們必須堅(jiān)持“預(yù)防為主”的方針，不斷摸索“四管”爆漏的特點(diǎn)和規(guī)律。不斷分析查找“四管”泄漏的影響因素并且制定有效的防范措施，對(duì)防止和減少鍋爐“四管”的爆漏具在重要的意義。

2 原因分析

“四管”泄漏是指鍋爐受熱面中的水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管、省煤器管四種受熱面管由于過(guò)熱、腐蝕、磨損、焊接質(zhì)量等各種原因發(fā)生破裂而泄漏，導(dǎo)致鍋爐事故停機(jī)。造成鍋爐“四管”泄漏、爆管的主要原因有以下幾方面：

（1）飛灰沖刷或機(jī)械磨損；（2）管材質(zhì)量和焊接質(zhì)量；（3）超溫運(yùn)行；（4）應(yīng)力集中或檢修工藝；（5）運(yùn)行環(huán)境影響；（6）其它原因。

2.1 磨損是造成“四管”泄漏的首要因素

運(yùn)行實(shí)踐表明，磨損泄漏爆管主要發(fā)生在省煤器、低溫過(guò)熱器、低溫再熱器等煙溫較低的尾部受熱面及噴燃器火嘴附近的水冷壁管。在省煤器、過(guò)熱器、再熱器三個(gè)主要對(duì)流受熱面中，省煤器的磨損最嚴(yán)重。因?yàn)槭∶浩鞴芘挪贾妹芗?，煙氣在其中有較高的流速。省煤器通常又是錯(cuò)列布置，煙氣對(duì)錯(cuò)列管束的沖刷比順列嚴(yán)重得多，而且省煤器處的煙氣溫度比較低，煙氣中灰粒相對(duì)較硬，這兩個(gè)因素使得省煤器磨損比過(guò)熱器及再熱器更為嚴(yán)重。如果爐煙中含有較多的灰粒，或在啟動(dòng)鍋爐的過(guò)程中由于燃燒不完全而使大量煤粉隨爐煙跑向尾部，都會(huì)加劇對(duì)省煤器的磨損速度。低溫過(guò)熱器、低溫再熱器的磨損一般發(fā)生在局部位置，對(duì) 型布置的鍋爐來(lái)說(shuō)，靠著鍋爐斜坡墻的管子、管子的穿墻部位、管子彎頭、管子與梳形卡的接觸部位等處都可能存在磨損現(xiàn)象。

使受熱面產(chǎn)生磨損的具體原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）防磨瓦或護(hù)板脫落；（2）煙速過(guò)高；（3）爐墻漏風(fēng)；（4）煤質(zhì)變化；（5）爐型影響；（6）吹灰磨損；（7）機(jī)械磨損

2.2 管材質(zhì)量或焊接質(zhì)量對(duì)鍋爐”四管”泄漏的影響

2.2.1管材質(zhì)量差

如果管子本身存在分層、加渣等缺陷，運(yùn)行時(shí)受溫度和壓力影響，缺陷擴(kuò)大就會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器管爆管。例如：某電廠鍋爐低溫過(guò)熱器在使用中發(fā)生爆管，爆管開裂口呈桃形，開口處由于爆裂已明顯減薄。由爆口部位金相分析可知：該過(guò)熱器管爆裂是由于爐管材質(zhì)較差，組織不均勻，為不完全正火組織，母材基體存在大量微觀孔洞，這些缺陷影響材料的強(qiáng)度，最終導(dǎo)致過(guò)熱器管爆裂。

2.2.2焊接質(zhì)量差

在制造或維修中由于焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān)，在焊接部位產(chǎn)生應(yīng)力集中和接頭機(jī)械性能下降，焊縫中存在氣孔、夾渣、焊瘤等會(huì)導(dǎo)致頻繁爆管。某發(fā)電廠鍋爐低溫過(guò)熱器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生泄漏，從爆管處宏觀檢驗(yàn)表明，焊縫的焊接質(zhì)量較差，焊縫根部存在大量焊瘤，泄漏點(diǎn)大多分布在焊縫熔合線及熱影響區(qū)內(nèi)，金相檢驗(yàn)結(jié)果表明，管束的金相組織是正常的，焊縫、熔合線、熱影響區(qū)的金相組織為粗大魏氏組織+鐵素體，組織極為粗大，是不正常組織。

2.3 超溫運(yùn)行也是造成鍋爐”四管”泄漏的重要因素

金屬超過(guò)其額定溫度運(yùn)行時(shí)，有短期超溫和長(zhǎng)期超溫兩種情況，因此造成受熱面過(guò)熱爆管有短期過(guò)熱和長(zhǎng)期過(guò)熱兩類現(xiàn)象，受熱面過(guò)熱后，管材金屬超過(guò)允許使用的極限溫度，內(nèi)部組織發(fā)生變化，降低了許用應(yīng)力，管子在內(nèi)應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，最后導(dǎo)致超溫爆管。

受熱面短期過(guò)熱鍋爐受熱面內(nèi)部工質(zhì)短時(shí)間內(nèi)換熱狀況嚴(yán)重惡化時(shí)，壁溫急劇上升，使鋼材強(qiáng)度大幅度下降，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成金屬過(guò)熱引起爆管。導(dǎo)致短期過(guò)熱的原因有：管內(nèi)汽水流量嚴(yán)重分配不均；爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過(guò)高；管子內(nèi)部嚴(yán)重結(jié)垢；異物嚴(yán)重堵塞管子；錯(cuò)用鋼材等。

受熱面長(zhǎng)期過(guò)熱鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動(dòng)力偏差或積垢、堵塞、錯(cuò)用鋼材等原因，管內(nèi)工質(zhì)換熱較差，金屬長(zhǎng)期處于幅度不很大的超溫狀態(tài)下運(yùn)行，管子金屬在應(yīng)力作用下發(fā)生蠕變（管子脹粗），直到破裂。長(zhǎng)期過(guò)熱主要發(fā)生在高溫過(guò)熱器的外圈向火面，低溫過(guò)熱器也可能發(fā)生。

2.4 運(yùn)行環(huán)境對(duì)鍋爐”四管”泄漏的影響

（1）在運(yùn)行中，未嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程規(guī)定操作，鍋爐啟停時(shí)未嚴(yán)格按啟停曲線進(jìn)行，控制鍋爐參數(shù)和過(guò)熱器管壁溫度在允許范圍內(nèi)；機(jī)組的頻繁啟停、負(fù)荷率低，造成機(jī)組爐管和焊口金屬疲勞，增加鍋爐的爆漏機(jī)率。鍋爐發(fā)生“四管”泄漏后均要求進(jìn)行搶修，有時(shí)為了搶檢修時(shí)間，不得不在停爐后進(jìn)行快速冷卻，造成對(duì)鍋爐爐管的材質(zhì)性能下降，這樣的危害雖然現(xiàn)在還沒(méi)有顯現(xiàn)出來(lái)，但卻給鍋爐“四管”留下了重大隱患。

（2）火焰中心調(diào)整不當(dāng)。使煤粉氣流偏斜，沖刷在水冷壁管上，管子減薄而發(fā)生爆管；

3 防止鍋爐“四管”泄漏的措施

鍋爐“四管”泄漏嚴(yán)重影響了火電廠的安全生產(chǎn)。近幾年來(lái)，許多廠家為此采取了多種行之有效的措施以防止“四管”泄漏，取得了可喜的成績(jī)，非常值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。

（1）全面利用大修、技改工程、單項(xiàng)工程等機(jī)會(huì)對(duì)存在磨損大的設(shè)備進(jìn)行大面積的更換。

（2）利用一切停爐機(jī)會(huì)對(duì)鍋爐承壓部件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷的管子及時(shí)進(jìn)行處理。特別是邀請(qǐng)鍋檢站對(duì)鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)，及時(shí)處理檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，保證了設(shè)備的健康水平。

（3）完善防磨、防腐措施，采用新技術(shù)、新方法來(lái)增加設(shè)備的使用壽命。如省煤器穿墻處、靠墻兩側(cè)添加防磨護(hù)板，并補(bǔ)充完善管子上的防磨瓦，以加強(qiáng)防磨作用；水冷壁管燃燒區(qū)域內(nèi)，特別是焊口位置，高溫腐蝕嚴(yán)重，為防止高溫腐蝕，采用噴涂新型防腐蝕材料的方法，解決了高溫腐蝕的問(wèn)題。

（4）進(jìn)行空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)。嚴(yán)格檢查噴燃器安裝角度、切圓是否符合實(shí)際情況，必要時(shí)根據(jù)實(shí)際空氣動(dòng)力更換原設(shè)計(jì)傾角、切圓，嚴(yán)防氣流沖刷水冷壁管。

（5）運(yùn)行中加強(qiáng)燃燒調(diào)整，組織合理的燃燒工況和恰當(dāng)?shù)幕鹧嬷行?，以減少高溫腐蝕，減少煙氣溫度偏差和流量偏差。

（6）加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督，每次大修嚴(yán)格按照化學(xué)的意見(jiàn)割管分析檢查內(nèi)部腐蝕、結(jié)垢，并根據(jù)化學(xué)的監(jiān)督意見(jiàn)進(jìn)行換管。

4 結(jié)束語(yǔ)

降低或減少鍋爐“四管”爆破是火力發(fā)電廠的一項(xiàng)艱巨而長(zhǎng)期的任務(wù)，對(duì)于大容量電站鍋爐受熱面，由于溫度、壓力水平高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受熱面積大，級(jí)數(shù)多，并且每一級(jí)并聯(lián)管子多，很容易發(fā)生各種因素的流量偏差和吸熱偏差而導(dǎo)致爆管。所以對(duì)于“四管”爆破的預(yù)防和治理也尤顯重要。

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