燃煤机组锅炉“四管泄漏”机理及防治问题的研讨

唐海锋,张　霞（.青海华电大通发电有限公司;　.青海桥头铝电股份有限公司　,西宁　8000）

燃煤机组锅炉“四管泄漏”机理及防治问题的研讨

唐海锋1,张霞2
（1.青海华电大通发电有限公司;2.青海桥头铝电股份有限公司,西宁810100）

随着亚临界、超临界、超超临界大容量机组的逐渐投入生产，过热蒸汽的压力和温度相应增高，锅炉“四管”（过热器、再热器、水冷壁、省煤器）泄漏问题在各电厂不断发生。锅炉“四管”长期在高温、高速烟气的环境工况中运行，材料组织与性能在应用过程中发生蠕变、疲劳、腐蚀、冲蚀等变化，进而形成局部邪路，造成的经济损失巨大。因此，做好锅炉“四管”的防磨防爆工作，尽量减少泄漏发生的次数，保证锅炉安全、稳定、经济运行非常关键。

四管泄漏；爆管；蠕变；疲劳；冲蚀火电机组的锅炉是将燃料产生的热能通过金属受热面传递给经过净化的水，并将其加热到具有一定温度和压力的过热蒸汽，过热蒸汽由管道引入汽轮机，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，冲转汽轮机，带动发电机发电。随着亚临界、超临界、超超临界大容量机组的逐渐投入生产，锅炉“四管”（过热器、再热器、水冷壁、省煤器）的泄漏问题尤为突出。

1　“四管泄漏”简要分析

过热器的作用是将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽。过热器工作环境恶劣，在“四管”泄漏中，过热器管路频率最高，过热器管的失效机理主要有包括：局部过热、磨损、水汽侧的氧腐蚀、应力腐蚀裂纹、热疲劳、高温腐蚀、异种金属焊接质量等。

再热器目的是提高蒸汽的焓值，进而提高电厂热力循环效率。再热器内蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右。蒸汽流速较低，管壁的放热系数很小，管外又是高温烟气，形成管壁内外温差较大，加之工质的比热容小，再热器对热偏差比较敏感，容易超温。再热器爆管失效的机理和过热器相似，主要有：长期过热、短期过热、磨损、水汽侧的氧腐蚀、应力腐蚀裂纹、热疲劳、高温腐蚀、异种金属焊接等。

水冷壁的主要作用有强化传热，保护炉墙，悬吊作用。水冷壁管的失效机理主要包括：短时过热、碱性腐蚀、氢损伤、水冷壁向火侧腐蚀、掉渣冲蚀、吹灰腐蚀、吹灰冲蚀、煤粒磨损、机械疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳、石墨化等。

省煤器是利用锅炉尾部的烟气热量加热给水的热交换装置。省煤器主要是为了降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料消耗量。由于省煤器区域烟气流速高，灰粒坚硬，磨损问题很突出。省煤器爆管的机理主要有：飞灰冲蚀、吹灰冲蚀、点蚀、低温腐蚀、飞灰腐蚀、吹灰腐蚀、热疲劳、腐蚀疲劳。

2　“四管泄漏”现象分析

综合各厂“非停”事件，可以分析得出发生“四管泄漏”事件时，机组各项参数以及现象有如下：

过热器爆管后会产生如下现象：（1）炉膛负压突然变为正压，严重时从炉膛观察孔可见向外喷出炉烟和蒸汽；（2）蒸汽流量快速下降，蒸汽流量不正常地小于给水流量；（3）过热蒸汽温度产生较大变化；（4）过热器后烟温度差增大；（5）排烟温度有所降低，观察排烟颜色出现灰白色或白色；（6）引风机负荷增大，电流增高。

再热器爆管后会产生如下现象：（1）炉墙、观火孔等不严密处向外冒烟气；（2）局部再热蒸汽温度偏高和压力下降；（3）再热器附近蒸喷射声音明显；（4）烟道两侧出现烟温不正常并且烟道负压减小；（5）引风机电流增高。

水冷壁爆管会产生如下现象：（1）炉膛负压发生较大变化；（2）烟气中水分含量增大，各测点含氧量出现明显偏差；（3）给水流量出现明显异常，大于蒸汽流量；（4）各段烟温下降，汽压下降；（5）管子爆破位置有明显的响声，炉膛内能听到泄漏声；（6）引风机自动时动叶不正常的开大，电流上升。

省煤器爆管会产生如下现象：（1）省煤器管箱层有明显响声；（2）给水流量出现波动，略大于蒸汽流量；（3）泄漏侧排烟温度会出现降低；（4）炉膛底部有流水现象，烟囱出口颜色变白。

3　“四管泄漏”防治简述

目前国外对于“四管泄漏”的手段是进行风险评估，通过工程分析和经济分析两种手段，论证得出最佳检修时间及检修方案，实现提前预控，进而实现资金投入的最大化。结合国内各电厂“四管泄漏”事件的经验教训，在“四管泄漏”防治工作中应坚持预防为主的方针，从锅炉选型、设计、制造以及安装各环节就应该提前预控，加强质量监造工作；严格按照机组检修管过程管理，建立电厂内部防止“四管泄漏”的长效机制，有效协调锅炉检修、运行、金属、化学、热控和燃料等多个专业，在企业内部建立严格的管理制度；电厂的“四管”泄漏防范工作尤其要加强对薄弱环节的监督和管理，比如机组启停和备用期间的化学监督工作；要认真分析历次“爆管”事件，认真分析爆破原因，采取有效防范措施；电厂内部要结合机组运行状况对各受热面建立台账，充分利用机组检修、停机时机对受热面做到“逢停必检”。

[1]张磊,廉根宽.电站锅炉四管泄漏分析与治理[M].水利水电出版社,2009.

[2]张勇.怎样做好锅炉“四管”防磨防爆工作 [J].华章,2012(30).