锅炉四管泄漏重点检查部位与原因分析

 火力发电厂锅炉四管泄漏是影响发电机组安全稳定运行的主要危害之一，虽然现代锅炉设备在设计、安装、运行控制等方面采取了很多预防措施，但是火力发电厂锅炉四管泄漏在电厂设备事故中所占比重高居不下，某厂2005年162次一类障碍中锅炉占91次，其中四管泄漏49次，占锅炉全部一类障碍的54%。结合其它电厂四管泄漏事件的研究分析，分析出发电厂锅炉检修时“四管”防爆防磨检查重点部位以及防治方法，为电厂锅炉的安全、稳定运行提供了可靠的理论与实际依据。

1 前 言

发电厂燃煤锅炉“四管”（水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管）运行中发生爆破损坏的原因有：管外磨损，管内（外）腐蚀，管子超温运行，管子质量不良，制造、安装、检修不良等等。分析和掌握锅炉四管泄漏的正确原因，采取可行的预防措施，检查到位，就可防止同类故障重复发生。

2 锅炉四管泄漏原因分析与检查重点部位

2.1 管外磨损

2.1.1 机械磨损

管子之间以及管子与其它部件之间的磨损十分普遍，由于运行中管排之间膨胀、晃动的方向、幅度、频率不一致，相互贴近的部位就很容易发生磨损，而且管壁减薄速度很快，3～4 年即可磨损2～3mm，从而造成受热面管子因管壁强度不够而爆管。

机械磨损易发部位有：

⑴、省煤器悬吊管与卧式管排紧贴部位。省煤器悬吊管因其吊挂耳板制作、安装不良，或卧式管排定位管卡损坏、失落，造成省煤器悬吊管与卧式管排紧贴，导致磨损。

⑵、管排固定卡对受热面管排的磨损也十分严重，特别是同一管卡分别固定（连接）两种管排的部位。辛店电厂#4 锅炉低温再热器梳形管卡固定在省煤器悬吊管上，运行不到3年的时间，2005年底大修时发现省煤器悬吊管已被磨损了50多处，最深的部位磨损了2.5mm多，远远低于强度校验最小壁厚，随时都有爆管的危险。其中磨损部位主要是因在安装时U 形夹块与固持管存在夹角，U 形夹块的尖锐棱角在运行中与相互存在运动位移的固持悬吊管摩擦导致。

⑶、立式管排定位管与管排接触部位。屏式过热器、高温过热器、高温再热器处于烟温较高部位，定位管固定卡易烧坏，而由于其立式布置的特点，运行中晃动剧烈，晃动幅度大，管排磨损尤其严重。

2.1.2 飞灰磨损

携带固态灰粒的烟气，以一定流速流过受热面时，灰粒对受热面的每次撞击都会削去微小的金属屑，管壁由于长期磨损而变薄，强度降低，从而引起泄漏事故。飞灰磨损受烟气速度、飞灰浓度、飞灰磨损性能、锅炉结构的影响，一般说烟速高、飞灰浓度大、灰粒硬度大、管排错列布置时磨损较严重。飞灰磨损在过热器、再热器、省煤器、水冷壁的管壁上都有发生，磨损较严重的的部位有：

⑴、Π型布置的锅炉水平烟道两侧及底部、后竖井烟道转弯的后墙，因为这些地方容易形成烟气走廊，造成局部烟气速度高、飞灰浓度加大。

⑵、受热面安装时布置不均匀，管排固定卡子烧坏以及受热面边排管与炉墙间的均流板破损，这些因素都会因形成局部烟气走廊而发生磨损。

⑶、受热面第一排管子磨损严重部位，在管子迎风面中心点左右对称的撞击角30～40 度范围内，管壁测厚检查时应测量此区域。

⑷、错列管排的磨损严重区域在第二排管子上，撞击角25～35度处。因为此时灰的浓度较大，速度加快，故磨损严重，经第二排后灰粒动能降低，以后各排磨损减轻。

⑸、顺列管排的磨损严重区域在第五排处的管子，撞击角60度处。因为烟气进入管排后，由于通流截面的缩小，烟速提高，而灰粒速度的提高有一定的滞后过程。顺列管排最后一、二排管子往往也发生严重磨损，是由于烟气流在临近出口处有扩散作用，增强了灰粒对两侧管壁的磨损。

⑹、燃烧器因设计、安装、检修不良，喷口与二次风箱之间连接处留有缝隙，造成带灰二次风、周界风由缝隙中高速喷出冲刷磨损水冷壁。锅炉省煤器处设计烟速一般小于9m/s,周界风、二次风风速都在40m/s 左右，甚至更高,而且热风温度要远远低于省煤器入口的烟气温度，金属磨损与烟速的三次方成正比，灰粒越硬磨损越严重，因此燃烧器喷口两侧一旦形成贴壁气流就很容易发生磨损。

⑺、因锅炉设计、煤质、运行控制等原因造成燃烧器喷口烧坏，煤粉气流发生偏斜，冲刷磨损附近水冷壁管。

⑻、检修时还应注意检查：顺列管排中突出的管子，管子防磨盖板变形、破损、脱落及搭接处出现缝隙的部位，人孔门、看火孔、吹灰孔及穿墙管处密封不严，漏风形成涡流，也容易造成局部磨损。

2.1.3 吹灰蒸汽吹损

吹灰器的投入，会造成吹灰器区域的管壁磨损，一旦吹灰器运行中卡涩，吹灰器汽源只往一处冲刷，会使管子迅速磨损发生爆破。吹灰器区域管子的减薄是吹灰时灰粒变硬、动能提高、氧化腐蚀等综合原因造成的，而冲刷程度与吹灰器和管子间的距离、吹灰蒸汽的压力有很大关系。

2.2 腐蚀

2.2.1 管外腐蚀

管外腐蚀分高温腐蚀和低温腐蚀，低温腐蚀常发生在预热器及以后的部位，而高温腐蚀易发生在水冷壁和过热器、再热器的高温烟气区域，过热器、再热器因为还原性气体比炉膛低，腐蚀速度比水冷壁要小。发生高温腐蚀的主要原因是：在煤燃烧过程中生成了复合硫酸盐，这些复合硫酸盐在550℃～580℃的温度范围内呈熔融状态粘附在管壁上与Fe 发生反应，从而造成炉管的腐蚀。

2.2.2 管内腐蚀

锅炉水侧腐蚀的成因错综复杂，有溶解氧腐蚀、沉积物垢下腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀、停用腐蚀等。其中溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，给水管道和省煤器入口端特别容易受到溶解氧腐蚀。当管子内壁附着有水垢、水渣时，在其下面会发生严重的沉积物腐蚀，主要发生在水冷壁管部位，特别是热负荷较高的位置，如喷燃器附近。重点防范部位：

⑴、喷燃器高度范围内水冷壁处于炉膛燃烧中心，管外高温腐蚀严重，而且管内容易发生沉积物垢下腐蚀、酸性腐蚀、碱性腐蚀等，喷燃器区域水冷壁应该进行定期抽查测厚。

⑵、省煤器入口联箱出口管座及弯头部位，溶解氧腐蚀最为严重，应定期普查。

2.3 管子超温运行

当金属温度超过允许极限温度，内部组织发生变化，许用应力降低，塑性变形加快，最后导致超温爆管。超温爆管的原因一般是由于运行调整不当，设计上存在缺陷，制造、安装、检修不良造成的。超温爆管又分为长时超温爆管和短时超温爆管，短时超温爆管大多发生在燃烧器附近的水冷壁管、屏式过热器及省煤器。

⑴、根据运行中壁温的监视情况，重点检查受热面超温部位，若发现管壁有明显胀粗、鼓疱、氧化铁较厚甚至沿应力方向裂开，应进行取样检测。

⑵、定期检查、测量水冷壁、屏过、高过、高再等处于高温烟气区域内的管子胀粗。

⑶、定期检查汽包内部件的完整、牢固情况，防止汽包内附件散落，堵塞下降管或水冷壁管。

⑷、要杜绝因检修不当引起的管内异物堵塞。如在换管过程中割管时异物落入垂直管段；

联箱内套筒固定焊接件脱落；汽包内遗留杂物等情况引起局部受热面无流量或少流量。

3 结束语

锅炉四管泄漏事故必将导致停炉消缺，影响电厂的设备安全及经济效益，甚至造成电网事故和人身伤害事故，因此检修中锅炉"四管"的防爆防磨检查是整个火力发电厂安全生产的重中之重。明确了锅炉"四管"的重点检查部位，还需要制定严密的组织、实施措施，还需要负责任的工作人员、充足的工作时间和良好的工作环境，只有实实在在地投入人力、物力和精力，才能切实提高锅炉"四管"防爆防磨检查工作的质量，发电机组的安全稳定运行才能得到保障。