鍋爐“四管”泄漏原因分析及預防對策

田強

摘要： 在火力發電廠中，鍋爐“四管”泄漏始終是火電廠安全生產的重大威脅，鍋爐因"四管"泄漏停機，不僅嚴重影響火力發電廠的正常生產，造成巨大的經濟損失，而且使電網的安全運行受到沖擊。本文通過分析“四管”爆破的根本原因，并結合其它發電廠這一方面的成功經驗，提出防止“四管”爆破的綜合治理和預防措施。

關鍵詞：四管? 泄漏? ?原因? ?預防對策

1、前言

省煤器管、水冷壁管、過熱器管、再熱器管簡稱鍋爐"四管"，是鍋爐的主要承壓部件。四管泄漏是火力發電廠機組的嚴重威脅。為了提高鍋爐運行的穩定性和經濟性，我們必須不斷摸索四管爆漏的特點和規律，查找“四管”泄漏的影響因素并且制定有效的防范措施，對防止和減少鍋爐“四管”的泄漏具有重要的意義。

2、原因分析

結合現場生產實際，造成鍋爐"四管"泄漏、爆管的主要原因有以下幾方面：飛灰沖刷或機械磨損;管材質量和焊接質量;超溫運行;應力集中或檢修工藝;運行環境影響。

2.1磨損是造成“四管”泄漏的首要因素，磨損的具體原因主要有以下幾個方面。

實踐表明，磨損泄漏爆管主要發生在省煤器、低溫過熱器、低溫再熱器等煙溫較低的尾部受熱面及噴燃器火嘴附近的水冷壁管。

2.1.1 防磨瓦或護板脫落。尾部受熱器的前幾排（1～3排）管子直接受到煙氣灰粒的沖刷，磨損較后面管排嚴重;局部位置的防磨瓦發生變形、脫落，又未得到及時的恢復完善，在煙氣的直接沖刷下磨損減薄，以致發生爆管。

2.1.2煙速過高。受熱面管子的節距以及受熱面管排與爐墻之間距離不符合設計要求，在管排與管排之間或管排與爐墻之間形成局部"煙氣走廊"，或局部管子出列造成受熱面管子積灰搭橋，引起局部煙速過高，從而加大該部位管子的磨損。

2.1.3 爐墻漏風。爐墻密封不嚴而漏風，特別是穿墻管在穿墻處密封不嚴，漏風形成渦流，

這樣會也造成管子的局部磨損。

2.1.4吹灰磨損。吹灰器的不正常投入，會造成吹灰器區域的管壁磨損。若吹灰器運行中出現機械卡澀無法退出，使得管壁在強汽流沖刷下快速減薄而爆破。因此對吹灰器的正常維護檢修尤為重要。

2.1.5機械磨損。管排固定裝置的松動、脫落也會造成"四管"泄漏。如固定受熱面管子的吊架、管卡、包扎管松動，使管子與管子之間、管子與包扎管之間互相碰磨。當管壁減薄到一定程度時，在內壓的作用下，管子發生爆破。

2.2管材質量或焊接質量對鍋爐"四管"泄漏的影響

管材質量差。如果母材本身存在缺陷，運行時受溫度和壓力影響，缺陷擴大就會導致過熱器管爆管。例如：某電廠鍋爐低溫過熱器在使用中發生爆管，爆管開裂口呈桃形，開口處由于爆裂已明顯減薄。由爆口部位金相分析可知：該過熱器管爆裂是由于爐管材質較差，組織不均勻，為不完全正火組織，母材基體存在大量微觀孔洞，這些缺陷影響材料的強度，最終導致過熱器管爆裂。

焊接質量差。在制造或維修中由于焊接質量不過關，在焊接部位產生應力集中和接頭機械性能下降，焊縫中存在氣孔、夾渣、焊瘤等會導致頻繁爆管。某發電廠鍋爐低溫過熱器在運行過程中發生泄漏，從爆管處宏觀檢驗表明，焊縫的焊接質量較差，焊縫根部存在大量焊瘤，泄漏點大多分布在焊縫熔合線及熱影響區內，金相檢驗結果表明，管束的金相組織是正常的，焊縫、熔合線、熱影響區的金相組織為粗大魏氏組織+鐵素體，組織極為粗大，是不正常組織。經以上分析可知，爆管是由于管材焊縫的焊接質量極差，在焊縫熔合區內存在粗大魏氏組織、大量非金屬夾雜等缺陷而造成的。另外，異種鋼焊接部位也是易造成爆管的部位，會在焊接接頭處因熱脹差發生環向的破裂。

2.3超溫運行也是造成鍋爐"四管"泄漏的重要因素

受熱面短期過熱。管內汽水流量分配不均、管子內部嚴重結垢、管內異物、錯用鋼材是導致受熱面短期過熱的主要原因。某電廠鍋爐高溫段過熱器管在剛投產的第一個月，就頻繁發生爆管，后來疑是管內異物堵塞造成汽水流動不暢，利用檢修機會對經常爆管部位進行擴大性割管抽檢，后來從割下的過熱器管內發現“眼鏡片”（在聯箱制造打孔時形成的圓形鐵片）。最后采用通球試驗，徹底清除了異物后過熱器運行正常。這就是管內異物堵塞導致短時超溫爆管的典型案例。

受熱面長期過熱。鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動力偏差或積垢等原因，導致金屬長期在超溫狀態下運行，進而使金屬發生蠕變（管子脹粗），直至破裂。長期過熱主要發生在高溫過熱器的外圈向火面，低溫過熱器也可能發生。例如：某發電廠鍋爐大修時，鍋爐檢驗中心對鍋爐受熱面進行抽查檢驗，對高溫過熱器管做金相分析，發現其組織為鐵素體+碳化物，珠光體已球化，球化程度為3～4級，碳化物成小球狀分布于鐵素體的晶粒邊界上，抗拉強度已明顯降低。分析原因主要是由于近幾年內全廠蒸汽負荷較低，鍋爐長期處于低負荷運行狀態，過熱器管內蒸汽流速較低，傳熱效果差，管壁長期處于超溫狀態，從而導致過熱器管長期過熱使內部組織發生化。又如：2006年8月30日，國華臺電1號爐延伸側墻集箱預留管發生泄漏，預留管的材質20G。由于在平時運行過程內部沒有流動介質冷卻而直接暴露在爐內的高溫煙氣中，鍋爐這個部位的溫度大約700℃左右，然而20G的許用溫度≤450℃，預留管一直工作在超溫狀態下，最后因長期超溫而爆管。

2.4應力集中或檢修工藝的影響

在鍋爐下部冷灰斗斜坡水冷壁或左右側墻之間的結合部分在鍋爐啟停過程中會發生膨脹不暢造成應力集中，拉裂管子。水冷壁管檢修時對鰭片管的焊接質量容易忽視，認為鰭片單面焊接就可以，在鍋爐運行后，由于水冷壁管與鰭片的膨脹系數不一樣，容易造成水冷壁拉裂。

3防止鍋爐"四管"泄漏的措施

防止"四管"泄漏，以下措施值得我們借鑒和學習。

（1）利用停機檢修機會對磨損超標受熱面進行檢修或大面積更換。

（2）采用新技術、新方法來增加設備的使用壽命。如省煤器穿墻處、靠墻兩側添加防磨護板或護瓦，以加強防磨作用;水冷壁管燃燒區域內，為防止高溫腐蝕，采用噴涂新型防腐蝕材料的方法，解決高溫腐蝕的問題。

（3）進行空氣動力場試驗。嚴格檢查噴燃器安裝角度、切圓是否符合實際情況，嚴防氣流沖刷水冷壁管，并在運行中加強燃燒調整。

（4）加強化學監督。

6結束語

降低或減少鍋爐“四管”泄漏是火力發電廠的一項艱巨而長期的任務，對于大容量電站鍋爐受熱面，由于溫度、壓力高，系統結構復雜，受熱面積大，很容易發生熱偏差而導致爆管。防止“四管”泄漏是一項綜合工程，沒有捷徑可走。我們只有加強監督、加強管理。堅持“預防為主”的方針，掌握“四管”爆漏的特點和規律。踏踏實實地做到應查必查、應修必修、修必修好地原則和態度，才能保證鍋爐"四管"的安全運行。

參考資料

[1]? 傳熱學? ? ?華北電力學院編

廣東珠三角電力工程技術有限公司 廣東 臺山 529228