1、1锅炉四管爆漏原因分析和预防措施摘要：锅炉“四管“爆漏占火力发电机组各类非计划停运原因之首,严重影响火力发电厂安全、经济运行。总结下电防“四管“泄漏管理经验，对 锅炉“四管“爆漏原因进行分析并提出预防措施。 关键词：锅炉“四管“爆漏、原因分析、预防措施 中图分类号：X928.3 文献标识码：A 文章编号： 一、 锅炉“四管“爆漏原因分析 1.磨损 煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大；烟气
2、携带的灰粒越多（飞灰浓度越大） ，撞击的次数就越多，其结果都将加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征，管壁减薄，外表光滑。运行中发生严重泄漏时，可发现两侧烟温偏差，不及时停炉处理，往往会加大泄漏范围，并殃及其他受热面的安全。造成严重飞灰磨损的原因是结构因素，设计、安装与检修的不足都可能导致磨损加剧。在省煤器边排管与炉墙之间、省煤器弯头与炉墙之间、再热器与两侧墙2之间存在一个烟气走廊。这个区域由于烟气流动阻力小，局部烟速可增大到平均烟速的两倍，甚至更大，造成这些地方管子磨损严重。位于烟气走廊的省煤器、再热器的弯头，过热器下弯
3、头及管卡附近的边排管和穿墙管部位是飞灰磨损较为严重的部位，特别在省煤器区，烟气温度已较低，灰粒变硬，磨损更为突出。喷燃器、吹灰器和三次风喷嘴附近水冷壁等处也是煤粉磨损较为严重的部位。 2.腐蚀 锅炉“四管“受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀。当腐蚀严重时，可导致腐蚀爆管事故发生。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的 SO3生成复合硫酸盐，在 550-710范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。导致受热面高温腐蚀的主要原因是炉内燃烧不良和烟气动力场不合理，控制局部烟温。保证管壁不超温，防止低熔点腐蚀性化合物贴附在金属
4、表面上，使烟气流程合理尽量减少热偏差是减轻高温腐蚀的重要措施。管壁温度对腐蚀的影响也很大，在300500范围内，管壁外表面温度每升高 50，腐蚀程度则增加一倍。水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域，如燃烧器附近。过热器、再热器区还原性气体比炉内低，腐蚀速度一般比水冷壁小。但大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高，尤其是左右两侧烟温相差较大时，腐蚀现象也相当严重。在腐蚀温度范围内，除选用耐腐蚀的合金钢和奥氏体钢外，应控制炉膛出口烟温的升高和烟温偏差等因素，以免引起局部过高的壁温而使腐蚀速度增大。低温腐蚀是指硫酸蒸汽凝3结在尾部受热面上而发生的腐蚀，这种腐蚀也称硫酸腐蚀。它一般出现在
5、低温级空气预热器的冷端。当带有 SO3的烟气流经尾部受热面时，当尾部受热面的壁温低于酸露点时水蒸气在管壁上凝结成水，烟气中的 SO3气体溶于水中，形成 H2SO4溶液，从而腐蚀管壁金属即为低温腐蚀。预防低温腐蚀的方法最常用的方法是提高入口空气温度，保证尾部受热面壁温在酸露点以上。通常在燃用高硫燃料的锅炉中加装暖风器或采用热风再循环。但进风温度越高，排烟温度也会越高，排烟热损失就越大，所以为了保证锅炉的经济运行，排烟温度的提高也就受到了限制。 3.过热 过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后管材金属
6、温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。因此，超温导致过热，使设备安全系数降低，应严格控制蒸汽温度的上限。过热分长期过热和短期过热。长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度。超温幅度不大但时间较长锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗；最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长期过热爆管的破口形貌具有蠕变断裂的一般特性，管子破口呈脆性断
7、口特征，爆口粗糙边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不多。4短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象。短期过热常发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。 焊接质量和拉裂锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，一台大型锅炉整个受热面焊口数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作用下微裂纹的尖端、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等缺陷处的高应力逐渐使
8、基杆开裂并发展成宏观裂纹，最终贯穿受热面管壁导致爆漏事故。焊接缺陷的产生原因很多，它与结构应力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平等有关。 所谓“拉裂“是指在锅炉经过多次起停后在管子-管子、管子-密封件、管子-刚性梁连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。这些部位炉外有保温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发现，也很难装设监测设备。避免管子和-管子如过热器管排夹持管、定位管、屏间屏内焊接管等在设计上应考虑加装“过渡板“，避免管子与管子直接接触；管屏炉外部分，管子之间不必焊接，使管子有一定的补偿能力，“过渡板“
9、与管子间的连接焊缝，应不等强，即焊接高度应略低于管子壁厚。管子一密封件处的拉裂主要发生在过热器、再热器的穿墙管处，水冷壁、包墙管与鳍片连接末端等。这个问题主要应在设计阶段和安装期间解决，要把锅炉的支5吊装置，锅炉膨胀死点、膨胀方向、膨胀量考虑清楚，要有自我补偿能力。补偿节是否适当，预留膨胀间隙及方向是否正确，穿墙后的炉外管段应有弯曲弧度，使之具有足够的自我补偿能力。 二、 锅炉“四管“爆漏预防措施 锅炉“四管“泄漏的因素较多，必须针对不同的原因从运行和检修以及管理等方面采取预防措施。 1、加强检修管理，制定实施防磨计划 至上而下提高认识，加强“四管“的检查监督力度。防磨防爆人员要充分利用大、小
10、修对四管进行宏观检查，坚持“逢停必检“原则，掌握锅炉“四管“金属长期运行中的性能规律，发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查，发现问题及时彻底地处理。加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检查，对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强四管附件的检查，如防磨瓦、管排卡子和护体铁，整理管排严防形成烟汽走廊。对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量控制关。同时要提高检修水平，针对设备老化进行受热面更换等技术改造。 2、加强运行管理和炉水监督 运行人员要认真操作，按规程升降负荷。日常
11、密切监视四管报警情况，严防受热面“四管“超温，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。燃料专业要加强入炉煤快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风粉量和过6剩空气量，使煤粉在炉内充分燃烧。保证磨组在最佳状态运行，严格控制煤粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中心不倾斜，严格控制各部件的参数，严禁超限运行，加强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保证品质合格等。 三、结论 防止“四管“爆漏是一项综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理和检查、综合考虑。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧，控制合理风速，控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度。 参考文献： 1锅炉原理.中国电力出版社 2火力发电金属技术监督规程(DL438-2000).中国电力出版社 3广东惠州平海发电厂#1 炉低温再热器泄漏分析报告.企业内部资料
