锅炉“四管”泄漏原因及预防措施

文连洋 区思君

摘 要：“四管”是锅炉设备的重要承压部件，而“四管”的爆破始终是火电厂安全生产的重大威胁，本文通过分析“四管”爆破的根本原因，并结合其它发电厂这一方面的成功经验，提出防止“四管”爆破的综合治理和预防措施。

关键词：电厂锅炉；四管泄漏；预防措施

1 前言

省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管简称锅炉“四管”，是锅炉的主要承压管件，也是火力发电厂锅炉的重要设备之一，分别承担着将给水加热、蒸发、过热的重要任务。在正常运行中，如果锅炉”四管”发生泄漏，就只有采取强迫停运而进行抢修。“四管”泄漏是火力发电厂机组的严重威胁，“四管”隐患是火力发电厂机组的重大隐患。为了减少锅炉非停次数，提高锅炉运行的安全性和经济性，我们必须坚持“预防为主”的方针，不断摸索“四管”爆漏的特点和规律。不断分析查找“四管”泄漏的影响因素并且制定有效的防范措施，对防止和减少锅炉“四管”的爆漏具在重要的意义。

2 原因分析

“四管”泄漏是指锅炉受热面中的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损、焊接质量等各种原因发生破裂而泄漏，导致锅炉事故停机。造成锅炉“四管”泄漏、爆管的主要原因有以下几方面：

（1）飞灰冲刷或机械磨损；（2）管材质量和焊接质量；（3）超温运行；（4）应力集中或检修工艺；（5）运行环境影响；（6）其它原因。

2.1 磨损是造成“四管”泄漏的首要因素

运行实践表明，磨损泄漏爆管主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器等烟温较低的尾部受热面及喷燃器火嘴附近的水冷壁管。在省煤器、过热器、再热器三个主要对流受热面中，省煤器的磨损最严重。因为省煤器管排布置密集，烟气在其中有较高的流速。省煤器通常又是错列布置，烟气对错列管束的冲刷比顺列严重得多，而且省煤器处的烟气温度比较低，烟气中灰粒相对较硬，这两个因素使得省煤器磨损比过热器及再热器更为严重。如果炉烟中含有较多的灰粒，或在启动锅炉的过程中由于燃烧不完全而使大量煤粉随炉烟跑向尾部，都会加剧对省煤器的磨损速度。低温过热器、低温再热器的磨损一般发生在局部位置，对 型布置的锅炉来说，靠着锅炉斜坡墙的管子、管子的穿墙部位、管子弯头、管子与梳形卡的接触部位等处都可能存在磨损现象。

使受热面产生磨损的具体原因主要有以下几个方面：

（1）防磨瓦或护板脱落；（2）烟速过高；（3）炉墙漏风；（4）煤质变化；（5）炉型影响；（6）吹灰磨损；（7）机械磨损

2.2 管材质量或焊接质量对锅炉”四管”泄漏的影响

2.2.1管材质量差

如果管子本身存在分层、加渣等缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩大就会导致过热器管爆管。例如：某电厂锅炉低温过热器在使用中发生爆管，爆管开裂口呈桃形，开口处由于爆裂已明显减薄。由爆口部位金相分析可知：该过热器管爆裂是由于炉管材质较差，组织不均匀，为不完全正火组织，母材基体存在大量微观孔洞，这些缺陷影响材料的强度，最终导致过热器管爆裂。

2.2.2焊接质量差

在制造或维修中由于焊接质量不过关，在焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降，焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等会导致频繁爆管。某发电厂锅炉低温过热器在运行过程中发生泄漏，从爆管处宏观检验表明，焊缝的焊接质量较差，焊缝根部存在大量焊瘤，泄漏点大多分布在焊缝熔合线及热影响区内，金相检验结果表明，管束的金相组织是正常的，焊缝、熔合线、热影响区的金相组织为粗大魏氏组织+铁素体，组织极为粗大，是不正常组织。

2.3 超温运行也是造成锅炉”四管”泄漏的重要因素

金属超过其额定温度运行时，有短期超温和长期超温两种情况，因此造成受热面过热爆管有短期过热和长期过热两类现象，受热面过热后，管材金属超过允许使用的极限温度，内部组织发生变化，降低了许用应力，管子在内应力作用下产生塑性变形，最后导致超温爆管。

受热面短期过热锅炉受热面内部工质短时间内换热状况严重恶化时，壁温急剧上升，使钢材强度大幅度下降，会在短时间内造成金属过热引起爆管。导致短期过热的原因有：管内汽水流量严重分配不均；炉内局部热负荷过高；管子内部严重结垢；异物严重堵塞管子；错用钢材等。

受热面长期过热锅炉受热面管子由于热偏差、水动力偏差或积垢、堵塞、错用钢材等原因，管内工质换热较差，金属长期处于幅度不很大的超温状态下运行，管子金属在应力作用下发生蠕变（管子胀粗），直到破裂。长期过热主要发生在高温过热器的外圈向火面，低温过热器也可能发生。

2.4 运行环境对锅炉”四管”泄漏的影响

（1）在运行中，未严格按运行规程规定操作，锅炉启停时未严格按启停曲线进行，控制锅炉参数和过热器管壁温度在允许范围内；机组的频繁启停、负荷率低，造成机组炉管和焊口金属疲劳，增加锅炉的爆漏机率。锅炉发生“四管”泄漏后均要求进行抢修，有时为了抢检修时间，不得不在停炉后进行快速冷却，造成对锅炉炉管的材质性能下降，这样的危害虽然现在还没有显现出来，但却给锅炉“四管”留下了重大隐患。

（2）火焰中心调整不当。使煤粉气流偏斜，冲刷在水冷壁管上，管子减薄而发生爆管；

3 防止锅炉“四管”泄漏的措施

锅炉“四管”泄漏严重影响了火电厂的安全生产。近几年来，许多厂家为此采取了多种行之有效的措施以防止“四管”泄漏，取得了可喜的成绩，非常值得我们借鉴和学习。

（1）全面利用大修、技改工程、单项工程等机会对存在磨损大的设备进行大面积的更换。

（2）利用一切停炉机会对锅炉承压部件进行检查，发现缺陷的管子及时进行处理。特别是邀请锅检站对锅炉进行内部检验，及时处理检验中发现的问题，保证了设备的健康水平。

（3）完善防磨、防腐措施，采用新技术、新方法来增加设备的使用寿命。如省煤器穿墙处、靠墙两侧添加防磨护板，并补充完善管子上的防磨瓦，以加强防磨作用；水冷壁管燃烧区域内，特别是焊口位置，高温腐蚀严重，为防止高温腐蚀，采用喷涂新型防腐蚀材料的方法，解决了高温腐蚀的问题。

（4）进行空气动力场试验。严格检查喷燃器安装角度、切圆是否符合实际情况，必要时根据实际空气动力更换原设计倾角、切圆，严防气流冲刷水冷壁管。

（5）运行中加强燃烧调整，组织合理的燃烧工况和恰当的火焰中心，以减少高温腐蚀，减少烟气温度偏差和流量偏差。

（6）加强化学监督，每次大修严格按照化学的意见割管分析检查内部腐蚀、结垢，并根据化学的监督意见进行换管。

4 结束语

降低或减少锅炉“四管”爆破是火力发电厂的一项艰巨而长期的任务，对于大容量电站锅炉受热面，由于温度、压力水平高，系统结构复杂，受热面积大，级数多，并且每一級并联管子多，很容易发生各种因素的流量偏差和吸热偏差而导致爆管。所以对于“四管”爆破的预防和治理也尤显重要。

参考文献

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