燃煤火電廠鍋爐“四管”爆漏原因及預防

朱衛兵

（華能濟寧運河發電有限公司，山東 濟寧 272100）

0 引言

在燃煤火電廠，因鍋爐“四管”爆漏造成的發電機組停機事故，給電廠的安全、經濟運行帶來嚴重危害，防止鍋爐“四管”爆漏，對于企業提高經濟效益、樹立良好形象、增強市場競爭力，有著特別重要的作用。

1 鍋爐“四管”爆漏原因分析

1.1 磨損

煤粉鍋爐受熱面的磨損是“四管”爆漏的主要原因。磨損分為飛灰磨損和機械磨損，飛灰磨損是攜帶大量灰粒的高速煙氣通過受熱面時，粒子不斷沖擊管壁，每一次沖擊都從管道上削掉極微量的金屬，從而使受熱面管壁逐漸變薄。飛灰磨損主要出現在鍋爐煙道內，其主要受煙氣流速、飛灰濃度、灰粒特性和管束結構等因素影響。在運行中，機械磨損不常見，但也時有發生，當受熱面管道未固定牢發生振動，產生碰撞磨損，造成漏泄。

2011年，電廠運行操作人員發現6號爐給水流量和蒸汽流量偏差大，一側排煙溫度不正常降低，鍋爐“四管”泄露檢測裝置已發出泄露報警，停機發現省煤器管道因磨損嚴重爆破。2012年，運行人員巡檢時聽到5號爐前墻水冷壁短吹灰器附近有“嗤嗤”的漏汽響聲，經停爐檢查發現吹灰器下部一根水冷壁管道因長時間沖刷爆漏。

1.2 過熱

鍋爐受熱面過熱也是導致“四管”爆漏的一大因素，其影響主要表現在管材內部組織在極限溫度下發生變化，應力降低，產生塑性形變，導致管壁超溫破裂。因此，在鍋爐運行過程中，應嚴格控制主、再蒸汽溫度，防止汽溫、汽壓超上限。

過熱又分為長期過熱和短期過熱。長期過熱是指管壁溫度長期處于設計溫度以上而低于材料的下臨界溫度，超溫幅度不大但時間較長，鍋爐管道發生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強度下降，蠕變速度加快，使管徑均勻脹粗，最后在管道的最薄弱部位導致脆裂的爆管現象。這主要是由于鍋爐燃燒調整不當、火焰中心上移、爐膛出口煙溫升高、煤粉燃燒不充分造成煙道二次燃燒，加之減溫水投停不當、管內結垢等情況都會造成受熱面過熱。短期過熱是指當管壁溫度超過材料的下臨界溫度時，材料強度明顯下降，在內壓力作用下，發生脹粗和爆管現象。常因管內工質受阻造成流動不暢，導致受熱面局部超溫。2007年，1號鍋爐大修時改造更換了再熱器，在機組啟動后運行不久就發生爆管事故，停爐后經檢查發現管內有異物導致管道過熱爆破。

1.3 焊裝質量

焊裝質量不過關也是造成“四管”爆漏的重要原因。鍋爐受熱面管道內部流動著高溫、高壓的介質，對焊口焊接質量的要求很高，一臺鍋爐焊口很多，加之如果焊口出現未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等問題，將會使之發展成裂紋導致爆漏事故。焊材質量、結構應力和焊工技術水平是產生焊接缺陷的主要原因。

2008年，5號爐后包覆側墻有輕微煙氣噴出，異常情況出現后，經專業人員判定為鍋爐泄露，申請停爐后發現墻式再熱器一管道焊口處有一砂眼，斷定為焊口處有氣孔所致。

1.4 拉裂

鍋爐經過多次點火和停爐后，由于受熱面管道與其連接的其它部件之間由于材質不一，膨脹程度不同，導致管道在拉力的作用下產生裂紋漏泄，這主要表現在管道與管道、管道與剛性梁、管道與密封件之間的拉裂。為了避免拉裂，可以在其之間添加過渡裝置，把管道與其它部件隔離開，使管道有一定的自我補償能力。

5號爐在2012年的一次啟動中，2號角噴燃器鰭片與水冷壁的連接處發生拉裂，造成水冷壁泄漏。

1.5 管道外側的煙氣腐蝕

管道外側的煙氣腐蝕又分為高溫腐蝕和低溫腐蝕。這主要是燃煤中所含的硫在一定條件下對金屬管壁造成的腐蝕。高溫腐蝕主要表現在水冷壁、過熱器、再熱器；低溫腐蝕則表現在省煤器、空氣預熱器。

1.6 管道內側的水、汽腐蝕

近年來，因水、汽腐蝕引起受熱面爆漏事故有增無減，主要是小容量的機組備用時間長，養護跟不上，受熱面與不合格水或濕空氣接觸，產生管內化學腐蝕。有的甚至是給水品質不良，爐水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等雜質附著在管內表面，形成水垢，水垢的傳熱效果極差，使壁溫上升，導致管壁過熱鼓包或破裂。

2號爐在2011年停爐檢查時發現水冷壁管壁大面積起包，經分析斷定為因爐水品質不合格導致管壁化學腐蝕，為以防爆漏提前更換全部水冷壁。

2 鍋爐“四管”爆漏預防措施

加強檢修管理，及時檢查處理。防止鍋爐“四管”泄漏，首先應從加強檢修管理入手，利用大修機會有計劃的對鍋爐受熱面其附件進行全面檢查，對磨損、脹粗、熱腐蝕嚴重的管道及時更換，對易磨損區域噴涂防護材料，增強其耐磨性能；利用小修或停機備用機會重點對易結焦、易磨損、吹灰器易吹薄的部位跟蹤檢查，發現問題及時徹底地處理。

狠抓檢修質量，確保焊接合格。檢修中必須加強焊工管理和焊接工藝的監督、評定，把好焊接質量控制關。提高焊接質量根本措施是對焊工進行培訓，在搞好專業技術培訓的同時還應該加強責任心教育。

加強運行管理，嚴防超溫過熱。運行人員要按規程認真操作，根據機組啟動或負荷曲線升降負荷，嚴格控制各參數，避免超溫超限，防止鍋爐產生大的熱應力；加強鍋爐的燃燒調整，根據機組負荷和入爐煤分析報告及時調整一、二次風，風粉比例和氧量，減少熱偏差；合理吹灰打焦，防止局部過熱超溫；加強運行人員培訓，提高調節控制水平。

加強爐水監督，防止爐內腐蝕。加強化學運行管理，定期化驗給水、爐水和各飽和蒸汽，按規定進行連續排污和定期排污，及時除去水中的固形物，保證汽、水品質合格；做好鍋爐備用期間的防腐保養。

3 結語

防止火電廠鍋爐“四管”爆漏是一項長期的綜合性工程，要根本解決這一難題，除進行必要的技術改進之外，還應當從運行、檢修管理和培訓上做出努力。

［1］程紹兵.大容量鍋爐高溫受熱面超溫失效原因及對策［J］.廣東電力，2004，17（2）：38－41.

［2］白國亮.鍋爐設備運行［M］.北京：中國電力出版社，2005.