火力发电厂锅炉高温过热器管泄漏原因分析及防治

李 君

(国电东北电力有限公司沈西热电厂，沈阳 110142)

0 引 言

作为火力发电厂锅炉四大管道之一，高温过热器管的作用是加热饱和蒸汽定压，使其变成过热蒸汽。在锅炉中，过热器是复杂性最强的受热面，受热面管壁以及管内蒸汽具有较高的温度，高温烟气会对受热面展开辐射换热和对流换热。当受热面受到高温腐蚀、烟气腐蚀或锅炉结构不合理减小受热面管内壁通流流量的时候，通常会导致一些管壁温度高于规定温度，降低热稳定性，甚至导致受热面管壁温度过高、爆管等。过热器直接影响着锅炉的经济性和安全性，其运行状况既对主蒸汽品质造成了影响，同时又与锅炉运行的安全性息息相关[1]。

1 电厂锅炉高温过热器管泄漏原因

1.1 焊渣堵塞

因为焊渣将高温过热器管入口管节流孔堵塞，减少了管道中的冷却介质，短时间过热导致在T91管段爆管。运用机械方法取出管中的异物，其形态如图1所示。分析异物的形态，可能是火焰对管子进行切割的时候形成的高温氧化物，之后分析取出的异物的化学成分。因为异物氧化严重，其结构较为疏松，更不能将光谱分析仪检测技术要求的致密光滑平面找到，所以，检测结果只能起到一定的参考作用，具体检测结果见表1。从成分比对可知，此氧化物成分类似于进口侧管段102钢的化学成分。

图1 管内遗留的焊渣

表1 管内异物的光谱检测结果

1.2 脆性断裂

发生泄露的高温过热器管的管座焊口，是制造厂家焊口，处于热影响区范围，通过分析断口面的形状，初步判定为脆性断裂。现阶段全面检查检验此管排以及与其紧挨的两侧管排的管座，并没有发现不正常情况，初步判断这次出现的管座焊口断裂并非常见故障。后管全面检验管座局部区域焊缝，结果发现焊缝组织比较粗大，通过分析发现，其主要是因为焊接过程并未做好控制工作，焊接的时候焊接线能量过大和焊接速度快造成的，可以判断焊缝中有一些淬硬组织存在，也就是颜色发黑的断口部分存在诸多淬硬组织，此区域具有较高的强度，但塑性不好，不能将应力集中形成的局部变形承受住，所以很容易导致裂纹产生和扩展。

1.3 衬环脱落

再热减温器焊接衬环掉落，主要是因为厂家运用了点焊方式这种制造焊接工艺，同时完成制造后并没有取出，因为点焊方式固定牢靠性较差，导致运行一段时间后落在联箱中。

1.4 制造工艺不达标

联箱管座焊接(制造焊口)可能有焊接工艺质量本身的不足存在，导致管道母材受损。同时厂家的制造工艺有问题，造成焊接工艺衬环很容易脱落。

1.5 未做好质量监管

在设计锅炉的时候，应把承压部件的泄露问题纳入考虑范围，对锅炉控件的质量安装问题进行严格监管，因为在对控件进行安装的过程中，需要对具体位置的范围作出考虑，所以若是安装不合理会对承压部件的使用寿命造成影响，质量不合格，如此也就不能有效控制高温过热器的泄露问题。在安装时，诸多管道并未采用固定工艺，中间焊接不稳的管道位置较差，造成并未严格监管，如此便不能第一时间发现焊接质量问题，这便为今后的运行安全埋下了诸多隐患。因为管道在排列方面存在不合理的情况，从而在管道中有诸多烟气排放量存在，促使了烟气流动速度加快，大力冲刷了管道，若是不能合理处理此问题，在迎风面没有运用防磨手段和安装防磨装置，加重了迎风面的磨损，会直接对管排造成冲刷，促使其强度降低。

2 防治手段

2.1 更换管道

就损坏的管排，更换受损管座，将损坏的高再入口管座全部换掉，对上述小口径焊口展开热处理，全部更换的管座均根据东方锅炉厂出具的热处理工艺和焊接工艺展开热处理、焊接。运用最先进的材质，防止因为受热不均发生氧化皮脱落，对管道造成阻塞引发超温爆管。以此，从管材上入手，避免发生爆管泄露问题。

2.2 加大质量智理监督力度

焊接工艺的严密性较强，应严格根据生产要求，对管道内部的组织进行全面控制，构建完善的监督机制，保证基础建设中的设备安全[2]。同时切实维护好现场施工的质量，切实最好质量管理监督工作，把责任落实到具体人头上，同时应将注重将工作人员的安全意识增强，加大质量的监控力度，以免质量问题导致高温过热器出现泄漏问题。

2.3 加强运行控制

电厂必须严格遵循规则章程运行程序，对末级过热器的温度进行严格控制，以免温度太高，对受热面程度造成破坏，同时进一步强化吹灰防治的受热面在超温环境下运行，当吹灰效果失去的时候，要将电机机组的负荷量充分降低，以使单位的热负荷量减少。

2.4 制定科学合理的设计检修计划

设计检修是使所有工作顺利完成得到保证的重要一环，只有对检修过程提高重视程度，才可以将安全隐患有效降低[3]。比如，某厂购买一台600 MW机组超临界直流锅炉，在使用时，三级过热器出口处的高温段管因为膨胀，不断变粗，最后导致爆管、泄露事故发生。通过检查发现，此钢加三级过热器出口处的高温段管弯头侧变粗了很多，壁厚也变薄了不少。通过了解，此锅炉的三级过热器出口侧最小弯曲半径为29毫米，同时金超超负荷工作，导致管内气流流程变长，增大了阻力，最终造成管泄露。通过改造，设计人员将弯曲半径加大到75毫米，如此便将异物堵塞的情况显著减少，同时在运行一段时间后，再进行检验，并未发现管子有膨胀变粗的情况。因此，只有对合理的设计检修计划进行制定，把所有可能存在的安全隐患消除，才可以将风险的发生率显著降低。

3 结束语

立足于电厂锅炉的角度而言，高温过热器是一个极为重要的环节，所以要完全避免高温过热器管泄露的可能性机会为零，我们只要从泄露原因为切入点，将防治和预防工作以及运行调整切实做好就能很好规避此类故障。对此，我们应从避免温度太高、合理控制烟气流速等方面入手，借助防磨等手段将磨损程度减轻。除此之外，还要注重提高工作人员责任感增强。大部分设备在安装好锅炉后修改难度极大，所以，我们应立足于现有设备积极优化和完善，竭尽所能弥补缺陷，确保锅炉设备运行的良好性，从而为电厂的持续、稳定 发展奠定坚实的基础。