锅炉“四管”防磨防爆重点部位防护措施

李 翔

（国能平罗发电有限公司，宁夏石嘴山 753409）

0 引言

锅炉的受热面是传热的重要载体，不但需要具有良好的耐高压、高温性，还需要具有一定的耐腐蚀性、耐磨性。锅炉“四管”是受热面的主要组成部分，因为很长一段时间都处于环境恶劣并且高温高压的环境下运行，很容易出现泄漏的情况。不仅如此，如果锅炉突然出现爆管，则会影响发电厂的安全运行。

1 超超临界直流锅炉受热面特点

国能平罗发电有限公司锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的超超临界直流锅炉。型号HG-1891/29.3-YM9，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π形锅炉。启动系统为大气扩容式启动系统，不带循环泵。锅炉点火及稳燃采用双层等离子，不设油枪。

超超临界指的是锅炉工作压力大于25 MPa，直流指的是锅炉靠给水泵压头使给水一次经过各受热面并将其全部变为过热蒸汽。汽水流程如图1 所示，相关参数见表1。

表1 锅炉设备相关参数

图1 HG-1891/29.3-YM9 锅炉汽水流程

2 锅炉“四管”防磨防爆检查重点部位分析

2.1 水冷壁

检查水冷壁管时需要注重以下方面：①发现炉膛内燃烧器喷口及扩散器存在较为严重的磨损就需要更换，局部磨损的地方可以进行修补，在迎风面和磨损严重区域进行耐磨堆焊。堆焊用焊材为CRH-3；②对于水冷壁冷灰斗斜坡墙四角需要重点检查，若水冷壁冷灰斗角部磨损，则需要打耐磨浇筑料防护，注意运行后耐磨浇筑料情况，如局部脱落建议增加销钉后及时修复耐磨浇筑料；③检查螺旋水冷壁炉内管子上表面是否出现腐蚀或者是腐蚀沟槽，炉膛短吹周边要合理控制入炉煤硫含量，并在该区域喷涂防护[1]。

2.2 过热器、再热器

检查过热器和再热器时需要注重的内容：①尾部烟道低温受热面弯头，水平低再、水平低过蛇形管弯头部位都是需要重点检查的位置，重点检查蛇形管排是否有弯管出列，出列弯管的弯头迎风面是否有减薄情况。对于磨损较为严重的位置，则需要进行换管处理，校正管排保证平齐，可在磨损严重处增加防磨板；②重点检查低温受热面吊挂管区域，检查水平低再、水平低过吊挂管卡板区域管子的上、下表面是否出现磨损、吹损情况。其中发现的问题，如果因防磨板未安装到位，则需严格按图纸将防磨安装到位；如果在吹灰器区域出现磨损，则需控制吹灰器蒸汽压力或增加局部防护措施。

2.3 省煤器

正常情况下，省煤器在烟井的最后面，具有节能的功能，检查事项：①检查省煤气防磨装置的磨损情况，确保其固定在特定位置；②仔细检查省煤气弯头处，检查管道有无低温腐蚀或者是减薄超标的现象，如果管子超标，需要及时对管子进行更换[2]；③对省煤器左右两侧边屏进行重点检查，此处可能出现因烟气导流板脱落或与管排间距控制不好产生局部磨损。如出现磨损，建议按图纸要求恢复烟气导流板，并在管排局部增加防磨。

3 锅炉运行中的“四管”隐患以及原因分析

3.1 基建期焊接质量问题导致水冷壁泄漏

锅炉水冷壁存在泄漏现象，管子没有明显的变形情况，也没有过热爆管的特征，将水冷壁管剖开发现第6 根壁管焊缝处有一条穿透性裂纹，其他管子没有发现裂纹，该焊缝是焊接密封板的焊口。

原因分析：开裂位置在水冷壁管的背火面密封盒的水平和竖直密封板交界处，焊缝内部具有很多夹渣和咬边等缺陷，锅炉运行时，在热应力、内应力与结构应力的共同作用下，焊接存在的不足逐渐严重化，使得水冷壁管道焊缝开裂，出现泄漏现象。

3.2 集中应力导致水冷壁鳍片裂纹

锅炉水冷壁中部螺旋管屏与垂直管屏转换处的密封鳍片存在很多纵向裂纹，裂纹呈无规则分布。裂纹向下没有延伸到焊缝处，但向上大部分裂纹已经延伸到焊缝位置。

原因分析：①因为炉膛螺旋水冷壁管屏不存在结焦现象，因此无法判断是否是火焰刷墙造成密封钢板烧损；②机组运行时经常会出现调峰情况，使得水冷壁壁温度速率波动非常快，在这种情况下产生的交变应力使得密封钢板出现疲劳现象；③通过观察发现在锅炉启停时存在温度升高以及温度冷却速度过快的情况，对于水冷壁来说，最科学合理的冷却速度是1～2 ℃/min，但实际水冷壁降温的速度达到了4.5 ℃/ min，远超正常冷却速度。

3.3 氧化皮脱落导致的“四管”隐患

火电厂锅炉在停修的过程中，需要对装置的氧化皮进行抽检，包括锅炉屏式过热器、末级过热器和末级再热器，发现下弯头位置有380 处氧化皮脱落，190 处脱落现象严重，需要进行进一步处理[3]。

原因分析：①锅炉屏式过热器和末级再热器管屏采用的是同一类型的不锈钢材料，如果管壁温度的变化程度较高，这种材料就会较为敏感，而且主汽温度频繁地出现超温现象，在符合波动以及调峰停止的情况下，实际使用中很容易出现氧化皮；②氧化皮的膨胀系数与钢材不同，因为热膨胀能力的区别，温度变化很大的情况下，会使得金属表面氧化膜存在裂纹，加之基体金属长期处于氧化环境下，加快了管材氧化的速度；③锅炉正常运行的过程中，无法带走尺寸较大的氧化皮，使得锅炉停止运行时蒸汽冷却凝结成水，汇集在过热器U 形管下部，长此以往，氧化皮积聚越来越多，很容易将高温过热器通流截面堵死，从而加快氧化皮形成与剥落的速度。

3.4 屏式过热器膨胀位移过大导致机械碰磨

在机组运行过程中，锅炉的屏式过热器流体冷却夹管弯头会与末级过热器外1 圈管束发生碰磨，通过现场实际测量可以发现分隔屏流体冷却夹管弯头部位磨损长为50 mm、宽20 mm，管壁磨损至7.5 mm，根据标准的计算，需要更换的流体冷却夹管磨损弯头和末级过热器磨损支管规格数据：材料TP-347H，规格Φ60×11.5 mm，理论最小壁厚为9.0 mm，第2 个直管材料TP-347H，规格Φ54×11.5 mm，理论最小壁厚为8.6 mm。

原因分析：经过技术人员确认，屏式过热器在实际运行过程中，炉体后侧发生了膨胀现象并出现了位移，此时又发现屏式过热器流体冷却夹管与末级过热器时间的膨胀间距不足，是导致本次磨损的主要原因之一，可以选择更新配件，确保屏式过热器流体冷却夹管弯头的弧度逐步减少，并增加其间距。

4 锅炉“四管”泄漏的防护措施

4.1 强化基建施工管理

火电厂锅炉“四管”安装过程中，必须加强焊接工艺的全面监管，对于特定设备必须进行全方位的监督管理，因此火电厂要指派专业的高级技工对“四管”的焊接工作进行监督，对于整个安装流程必须进行全方位的管理，在这个过程中发现不符合规定的操作，必须要及时指出，要求其严格按照规定办事。后续的第4 级和第5 级的验收工作一定要严格按照规定操作，例如在吊装联箱时，相关负责人必须到现场进行核实，确保所有的管座口都已封堵，并在后续进行跟踪检查，严禁未封堵的现象出现。

4.2 吹管后的质量检查

遵循火电厂锅炉的特点制定相应的吹管方案，而且需要确保在吹管过程中不出现死角，在完成这一系列工作后，按照锅炉受热面的状况进行割手孔检查，尤其是部分节流孔的大屏进口汇集集箱处。

4.3 运行质量监控

加强操作人员的培训，确保每位操作人员持证上岗，机组运行过程中严禁锅炉超温超压。同时加强锅炉泄漏报警装置的调试，机组运行过程中一旦发现锅炉内的报警装置出现声响，立即对整个锅炉进行全面检查调试，特别是发现锅炉出现泄漏现象，必须立即停止相应的工作，避免造成更大面积的泄漏。

5 结束语

综上所述，锅炉“四管”防磨防爆工作是火电厂锅炉运维的重要内容，锅炉发生泄漏和爆管事故会导致锅炉停止工作，影响火电厂设备的正常运行，甚至可能引发严重的安全事故，影响企业的经济效益。因此，在实际的生产过程中，针对锅炉“四管”的磨损和爆管现象，要提前制定相应的检修措施，确保火电厂锅炉安全稳定运行。