电站锅炉受热面泄露原因分析及防范措施

赵振旭 何全红 刘刚

摘 要：本论文主要介绍火力发电厂锅炉受热面泄漏的原因及防治措施。锅炉作为火力发电厂的主要结构，由于其的各类参数变化多样，其受热面管道内外介质一直处于流动状态，对受热面的内外冲刷必然导致管道的磨损，为了有效地减少锅炉受热面管的漏泄率，降低机组因受热面漏泄导致的非计划停机事故发生，在此，进行一些爆管原因探讨和制定相应的防范措施。

关键词：磨损;泄漏;爆破;措施

1.背景及意义

发电锅炉关键部件主要是受热面（水冷壁、省煤器、过热器和再热器等），由于受热面直接接触外部燃烧的流动介质，这就使得外部燃烧产生的飞灰和内部流体的磨损及冲刷，导致受热面管逐渐减薄，产生爆裂事故发生，直接影响发电机组的安全稳定运行，是导致电站锅炉非计划停运的主要因素。因此，本文主要针对受热面管泄漏的原因分析和探讨，进而找到切实可行的预防措施，最大限度的减少锅炉受热面管爆破事故的发生，降低非计划停运次数，提高经济效益和社会效益。

2.导致锅炉受热面漏泄的因素

通过查阅大量关于受热面管泄漏的设备台帐及防磨防爆检查记录，并结合有关防止受热面管泄漏的技术资料，我们对影响受热面管泄漏的原因进行了统计分类，认为影响锅炉受热面管泄漏的原因主要有以下几方面，并且对各类原因进行具体的分析讨论：

2.1安装质量

电站锅炉安装过程中受施工现场位置的限制，会产生许多不能及时发现和消除的缺陷遗留，影响到受热面的使用寿命。新安装的锅炉安装质量引起的受热面管泄漏比较普遍，这中间首先是各部位接口（对接）的焊接质量和热处理工艺执行不到位的问题，使得受热面管遗留安全隐患，后期运行中必然发生漏泄。其次是受热面管排的安装质量，管排排列不够均匀，形成烟气走廊，导致该部位烟气流速加剧，增加了对管道的冲刷。还有就是在安装时对于可能存在烟气走廊和迎风面的管子没有做好防磨措施，防磨瓦加装不到位。

2.2烟气冲刷和飞灰磨损

发电锅炉受热面的烟气冲刷和飞灰磨损，不但造成受热面的频繁更换，使发电成本增加;而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故发生，直接导致非计划停机。受热面的烟气冲刷和飞灰磨损一般都带有局部性，在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域，通常磨损较严重。减轻烟气冲刷和飞灰磨损，一方面应从受热面布置上加以改进，尽量避免形成“烟气走廊”，在管子易磨损处加装防磨瓦等;另一方面还应从运行调整着手，控制锅炉各处的漏风以降低烟气流速，重视燃烧调整工作;再者就是避免不完全燃烧的发生。

2.3锅炉的运行工况

锅炉及其相关设备的运行状况会对受热面造成很大的影响，容易造成受热面发生长期过热、短期过热、磨损、腐蚀等，针对运行中这些问题应加强锅炉运行监视、调整，确保锅炉正常运行，或通过技术改造加以解决。例如： 2014年8月份某公司6#炉高温再热器管发生爆漏事故，该高温再热器管规格为Φ50.8×4mm，材质为SA-213T91;爆口长76.92mm，宽32.27mm，爆口处管径胀粗为62.71mm，爆口边缘厚度为1mm，并不锋利，爆口附近内外表面并有众多的平行于爆口的管子轴向裂纹，爆口外表面有一层褐色的氧化皮;距离爆口上部管子200mm处有一鼓包，鼓包处管径胀粗为57.93mm，鼓包处有众多的管子轴向裂纹（见图1）。从金属显微组织的金相分析中可以看出，该材质原始形态已消失，碳化物分布在晶界及铁素体基体上，分散度较大，材质已完全球化（见图2）。最终分析为，此次新6#炉高温再热器管爆漏是过热造成的，机组前期7月份停炉检修期间更换低温再热器管道多根，在大面积换管过程中管口内落入杂物，机组启动运行后，杂物随汽流进入高再入口联箱聚集在节流孔部位，造成漏泄部位高温再热器蒸汽流量过小，汽水循环不良，导致爆管，是本次事件的直接原因当管子过热时，由于运行温度提高，即使管子所受应力不变，管子也会以高于正常蠕变速度的速度而使管径胀粗。于是，随着过热运行时间的增加，管径就越胀越大，慢慢地在各处产生晶间裂纹，晶间裂纹积聚扩展就成为宏观轴向裂纹，最后在比正常温度正常压力下小的多的运行时间而爆裂。

图3

图4

2.4机械损伤

主要是由于安装、改造或检修中，各人员对受热面管及附件造成的损伤和应力集中。主要体现在安装、检修中强行组对进行焊接;切割管子、鳍片时造成其它管子受伤;炉膛内异物砸伤受热面管段等。

3.防止措施

3.1加强焊接监督管理

严格按照《火力发电厂金属技术监督规程》、《火电施工质量检验及评定标准（焊接篇）》进行质量监督管理，确认焊接工艺卡及焊接规范措施的合理性与完整性，确认焊材的使用与管理是否符合规程要求，确认焊接设备、加热设备及测温设备是否完好，符合规定，保证焊接及热处理人员的资质符合要求;各级监督管理人员还应进行焊接工艺参数的监控（包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热、后热温度及加热速度），对焊接工艺规范的测试（包括对口情况、焊条摆宽、焊层厚度、层间温度、焊后热处理）进行监控。

3.2加强原材料监督

首先，对新进厂的受热面金属管材进行光谱分析和厚度抽检，检查合格证书（质量证明书）是否齐全，经金属监督人员签字确认后，再入库存放。库房管理人员应对受热面管材建立台账，并做好领用记录，受热面管材现场使用前必须进行100%光谱分析，合格后，方可使用。

3.3健全金属监督网络

受热面金属监督项目多，仅靠专业人员的监督是不够的，因此，金属监督网络人员除金属实验室成员外，还应将锅炉检修、汽机检修、热工、焊接、运行、化学、库房管理人员纳入到金属监督网络中。

3.4运行过程监督

为杜绝运行工况对机组受热面造成的影响，从以下几方面进行整改：①加强煤质管理，避免煤质波动较大对燃烧工况造成影响，减少超温现象的发生;②因设备故障或其他原因造成管壁超温，应立即修复设备进行调节，必要时申请降负荷运行;③加强对过热器、再热器管壁温度的监测，实事求是地做好记录，发现超温应及时分析原因，并从运行调整着手解决超温问题。④加强对吹灰管理，防止吹灰器漏汽、漏水或吹损受热面。⑤应及时进行吹灰和清焦，防止锅炉结成大块焦子，掉落砸坏冷灰斗斜坡面水冷壁管。⑥锅炉燃烧器应对称均匀地投入，保证火焰中心适宜，不冲刷冷壁，防止结焦，减少热偏差，同时要注意控制好风量，避免风量过大或缺氧燃烧，防止过热器超温或锅炉尾部再燃烧。⑦严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及水位，防止超温超压、满水或缺水事故发生。⑧做好受热面爆漏事故分析工作，制定行之有效的措施。

4.结束语

在火力发电厂安全生产过程中，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用。由于锅炉受热面泄露和爆管事故必须停炉消缺，所以锅炉受热面安全运行与否是整个火力发电厂安全生产的重中之重。锅炉受热面检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取应修必修、修必修好的态度，发生事故本着“四不放过”的原则;只有这样，才能保证锅炉的运行安全。