锅炉四管泄漏的规律及防范措施分析

张 尧

(晋控电力塔山发电山西有限公司，大同 037001)

0 引 言

锅炉的四管由省煤器、过热器、再热器、水冷壁组成，是运行过程中的重要部件并主要用于蒸发及过热环节。随着我国经济的发展，锅炉的使用范围得到扩展，逐渐成为重要的生产设备，但出现的问题也随之增加。四管泄漏与磨损问题是目前锅炉运行的常见现象，并对生产与经营产生影响。一般情况下，参数高容量大的锅炉四管泄漏原因以磨损与过热为主，成为阻碍运行的主要因素。

1 锅炉四管泄漏的规律

1.1 泄漏原因

根据相关数据表明，锅炉在运行过程中出现四管泄漏主要包含以下几种情况。一是，内部结构的对流过热器易出现泄漏现象。二是，低温再热器的挂壁管出现泄漏，进而导致锅炉因故障停止运行。三是，在冷却环节中，锅炉水冷壁面泄漏，增加运行安全隐患。四是，锅炉覆盖的过热器出现问题，引发低温再热器的泄漏。影响锅炉四管泄漏的原因较为繁杂，例如：管材超温、磨损、应力与腐蚀等等，因其具有特殊性，实时监控管理的实际效率并不明显，当问题出现时不易被发现[1]。另外，在维修与检查时，由于细节处理不到位，检查不全面也可能导致运行故障。出现停运问题的原因多为综合因素影响，在细小问题的不断累积中，四管泄漏的风险急剧上升，并呈现出突发性与隐蔽性等特点。

在实际锅炉管理时，根据出现问题的不同，锅炉内部机组的运行条件也有所不同，在不断变化与发展过程中，主要以运行模式、煤质与体制为重要组成部分。若其中某个环节出现问题，将对整个锅炉运行安全产生威胁，导致四管泄漏现象频发。因此，在突发问题种类较多的情况下，泄漏问题具有周期性的特点，并因实际条件的不同，泄露位置也有所不同。

1.2 设备运行现象

通过对过热对流器的研究发现，首先，锅炉四管泄漏的主要规律表现为对流器表面受热力影响出现裂纹，通常呈纵向式且位于迎火侧，裂口处以脆性的粗糙断口为主并出现明显氧化，形成较厚的铁质与裂纹，进而影响锅炉的正常运行。其次，当内部结构的低温再热器出现故障时，由于吊挂管的泄漏烟道内将发出异响，并伴随少量水蒸气出现，因其隐蔽性较强，此时各项内部数据并未出现异常变化，参数维持在正常水平，实际补水量也未出现增加情况。最后，当锅炉水冷壁出现泄漏时，通常表现为保温罩滴水，当汽水分离器的水管运行时，内外锅炉包厢将出现明显异响，炉内燃烧恶化。另外，当锅炉覆盖过热器出现泄漏时，实际蒸发量的参数将出现异常，并与积水量出现不符情况，此时补水量将增大，进而影响锅炉运行的效率。在锅炉实际运行过程中，因外部环境较为复杂，受热不均将会出现与外部接触面热胀冷缩的现象，严重损坏内部结构，出现四管泄漏的概率将会增加。

图1展示了某电厂水冷壁管爆口，该爆口管内存在焊瘤，因焊瘤阻力导致管内水流量减少，金属得不到良好冷却，导致管子长期过热。

图1 水冷壁长期过热爆口

2 防范四管泄漏的具体对策

2.1 规范管材质量

管材质量是锅炉运行安全的重要保障。若出现质量问题将会增加四管泄漏的风险。首先，在更换四管时应对材料有较高要求，从源头上确保管材的质量，减少四管泄漏发生的概率。因质量较差的管材本身可能带有裂缝且夹渣情况较为普遍，在实际应用时，易受外力影响而发生泄漏。其次，应注重管材保存与领取使用的环节，提升材料制作的质量，全面加强管材的耐高温能力，确保锅炉的平稳运行。最后，在焊接环节中，应对其质量严格把控，精确处理焊接口，避免出现裂纹与咬边的情况，降低受热面方向的泄漏问题。为切实提升管材的质量，应对生产厂家的原材料全面把控，使用质量合格的材料进行生产。在锅炉运行中应适当提升加工技术，确保内部设备的先进生产，并对其严格管理与监督，确保生产技术维持在较高水平，便于相关锅炉设备的功能正常发挥，确保锅炉生产的安全运行。另外，在换管之前，应对内部结构的管材进行光谱测试，并根据相关参数分析其主要特征，确保管材安装高质量完成。与此同时，要对焊接阶段加以重视，作为四管泄漏影响的关键因素，应全面检测受热面的接口，通常以射线的形式进行检查，且需保持在100%，增强焊接口的实际质量[2]。

2.2 优化结构布局

当锅炉在运行时，因受热面的不同将会对出现热胀冷缩现象，进而影响内部结构的平稳运行，将导致部分部件的位置发生移动，在实际生产运行时会出现较大的安全隐患。例如：受外部条件影响出现较大温差时，受热膨胀的部位通常承受较大压力，在超负荷的情况下将产生管材裂纹，进而发生泄漏现象。因此，为确保锅炉的平稳运行，应注重管材的焊接部分，并根据实际情况对受热面精准分析，对膨胀压力较大的位置针对性采取解决措施，并对其进行封闭处理。在调整锅炉内部结构时，应对磨损问题加以重视，尤其是管壁与管卡之间的摩擦，将护板安装在适当的部位，且需加固处理确保锅炉在实际运行中能够保持联动，有效减少各部位间的摩擦。另外，在运行时管材可能发生碰撞，因此，应在适当部位安装保护装置，例如：防磨护铁等，切实降低出现泄漏的概率。

2.3 加强运行管理

2.3.1 设定标准定值

在锅炉机组的运行过程中，为确保其平稳应对实际操作模式科学设定，在正确的生产操作环节下，设备运行参数与定值的选择尤为重要。在选择标准定值时，应对设备的实际运行情况充分考量，通过对多种因素的综合分析，确定参数的定值，并将其固定在标准范围内。在设置锅炉机组的保护定值时，应从经济、环保与安全等方面考虑，重视其对定值的影响。定值制定的合理与精确操作能够为锅炉机组运行的安全与水平提供重要保障，在提升安全性能时，确保经济性同步发展。一方面，在设定标准定值时，因机组运行的复杂性，定值的设定通常具有不固定性，一般与机组运行的实际负荷相关联，例如：温度、氧气含量与蒸汽压力等。另一方面，将一系列的影响参数组成定值并绘制精确曲线图，为定值的设定提供数据支撑，确保其设备定值的合理设置。

2.3.2 控制操作规范

严格的操作规范是锅炉机组安全运行的重中之重。当锅炉内部结构设计安装后，机组与系统的相关功能已具体明示，在运行模式与实际承受压力明确的同时，应根据操作说明对其进行启停控制，在明确参数曲线的情况下，对锅炉机组内的运行操作应严格执行。制造厂家给出操作使用说明将对较为保守，在实际机组运行时，应根据现场情况对其调整，通过大量的实践经验对其科学控制，并将设计安装结构不合理的部分全面优化，但在此过程中应检查内部结构的基本特征，在不改变其运行规律的前提下进行改良。为切实减少四管泄漏的现象发生，相关工作人员应对燃料燃烧环节加以重视，精准控制风速，避免风速过高导致热负荷过于集中。当出现火焰偏斜时应适当调整锅炉内部的燃烧中心，当烟温偏差过高时将加剧部件的磨损，并伴随结渣与腐蚀的现象，严重时可能导致受热面温度超过标准范围，进而发生锅炉运行故障。控制气温时应首先对受热面的热量分布均匀，对压红线运行精准调控，并在低负荷时对气体温度严格监测，其次重视机组设备启动时的受热情况，尤其是负荷快速上升期间，应严格控制对流受热面的温度，避免其在超高温下运行[3]。最后，应确保燃料的充分燃烧，并通过调节燃烧实现对汽温的精准把控。在设备实际运行时应减少对减温水的使用，确保其流量在正常范围内且保持相对稳定，当流量变化相对较大时，将对汽温的控制能力减弱，极大增加减温器的运行负荷，易出现锅炉的四管泄漏。

2.3.3 保护与自动

锅炉设备的保护主要体现在汽包水位上，是确保机组平稳运行的关键所在，并在投入使用时不应随意解除保护装置。当水位偏高时对汽温的影响较大，水位低时内部结构的下降管将带有汽温，严重影响锅炉设备的安全运行。目前，锅炉机组的运行模式以集控为主，在此过程中所需的人力大量减少，因此，应重视对监测系统的使用，实现全面自动化。在控制装置的逐步完善中应结合实际操作环境，确保其发挥主要作用。设备的保护与自动装置应具备较高水平，确保在系统运行过程中能够有效投入使用，与此同时，应根据现有技术水平不断提升锅炉设备运行的效率，在优化与改进中增强自动化控制水平，并根据具体运行参数调整结果。将自动化控制深入落实到具体操作中，实现锅炉机组运行的高效性，在进一步确保精准控制的同时，减少因人工操作而产生的细小误差。

2.4 提升防治管理效率

为降低锅炉四管的泄漏概率，应重视对机组的综合防治管理。第一，应重视对化学的监督，严格监督其使用规范，确保锅炉内部的水质质量合格，并在运行中将水与汽的品质控制在标准范围内。当出现水质质量差时应将机组设备停止运行，并立即采取解决措施，确保其安全运行。另外在保障质量的同时，应对凝汽器的运行情况加以监控，对溶氧问题精准调控。因其泄漏时将对水冷壁产生严重的腐蚀现象，因此应对精处理加以重视[4]。第二，加强对设备的吹灰管理，因对蒸汽吹灰时易受热不均，从而导致四管泄漏现象，因此在实际执行操作时应严格按照标准流程处理，根据使用说明做好调试准备工作，并定期对吹灰设备进行检查与维修，确保其正常投入使用，全面提升锅炉机组运行的效率。最后，组织实施防磨防爆监督检查工作，建立完善的防磨防爆信息系统。加强技术监督管理，根据设备运行情况制定设备安全运行措施；合理安排机组检修计划，做到“逢停必检”。

3 结束语

锅炉四管泄漏原因呈现出较为复杂的特点，并在实际运行过程中受影响的因素较多，主要体现在管材、制造与安装等方面。因四管在锅炉运行中发挥着重要作用，为切实增强生产效率与减少经济损失，应重视设备的检查与维修工作，并在操作时严格按照说明规范操作，确保四管运行的严密性，并在此过程中对生产技术与运行模式全面优化，且提升锅炉机组的防磨防爆能力，为其平稳运行提供保障。