判断锅炉“四管”泄漏的方法及原因分析

锅炉一旦发生"四管"爆漏，增加非计划停运损失，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全、经济运行。可见，防止锅炉四管漏泄是提高火力发电机组可靠性的需要，是提高发电设备经济效益的需要，也是创建一流火力发电厂的需要。
　　所谓锅炉“四管”，是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器；传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管子的泄漏。锅炉四管，涵盖了锅炉的全部受热面，它们内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温，侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中的所在，所以很容易发生失效和泄漏问题。
一、判断锅炉“四管”泄漏的方法 
（1）仪表分析。根据给水流量、主汽流量、炉膛及烟道各段烟温、各段气温、壁温、省煤器及减温水流量的变化综合分析。 
（2）就地巡回检查。泄露处有不正常的响声，有时有汽水外冒。省煤器泄漏，放灰管处有灰水流出，放灰管温度上升。泄露初局部正压。
（3）炉膛部分泄漏。燃烧不稳，有时会造成灭火
（4）烟囱烟气变白，烟气量增加
（5）再热气管泄漏时，电负荷下降（在等量的主蒸汽流量下） 
二、锅炉“四管”泄漏原因的分类
　　通过查阅珠海发电厂以前关于“四管”泄漏的设备台帐、运行措施和技术交流资料，并结合有关防止“四管”泄漏的技术资料，对影响“四管”泄漏的原因进行了统计分类，认为影响锅炉“四管”泄漏的原因有以下几方面：
1、管道应力集中产生泄漏。
产生应力集中主要是由于锅炉结构及机组启动中升温升压速率控制不好等原因造成的。在锅炉下部前后拱及左右侧墙之间的结合部分在锅炉启停过程中会发生膨胀不畅造成应力集中，拉裂管子。另外由于煤质原因使锅炉结焦严重，大焦下落使渣斗内的温度相对较低的水，被溅到底部水冷壁管壁上，造成该区域管壁热应力集中；机组负荷变化，炉膛热负荷变化速度大，使底部水冷壁产生热应力；机组启停炉时，炉膛内升降温速度过快，使水冷壁产生热应力。三种热应力的综合作用，使该区域的应力达到峰值，长期作用在此应力下就极易引发泄漏。

2、超温爆管产生泄漏。超温的原因较多，但主要的有两方面：

一是受热面左右烟温偏差。珠海发电厂是四角切向燃烧锅炉，在炉膛内形成的旋转上升烟气流在到达炉膛出口进入水平烟道时，烟气流将由旋转运动变为直线运动，此时气流将以原旋转圆周的切线方向进入水平烟道内，这就使烟气流偏向于烟道的某一侧，形成了水平烟道左右侧的烟温偏差，从而导致左右侧的过热器（再热器）产生巨大吸热偏差。对于逆时针（珠海发电厂）的切向燃烧锅炉来说烟气流往往偏向水平烟道右侧，使右侧的烟气量和烟气温度均高于左侧，导致右侧传热强度高，传热温差大、使右侧受热面的吸热量增强，造成右侧汽温和管子金属壁温高于左侧，并最终导致水平烟道右侧管道频繁超温爆管。另外，一次蒸汽与二次蒸汽对温差热敏感性不同。一次蒸汽平均每吸收1?kcal/kg热量，温度升高为0.78℃，再热蒸汽平均每吸收1?kcal/kg热量，温度升高1.78℃。一、二次蒸汽二者相比，同样吸热1?kcal/kg热量，再热蒸汽温度变化要比过热蒸汽高2.3倍，因此当吸热量发生变化时，二次蒸汽温度的变化幅度远比一次汽大得多，二次汽对热偏差的敏感性亦比一次汽强得多，加上二次汽的对流放热系数较一次汽低，使再热器受热面金属壁温更高，更易产生超温爆管问题。控制循环锅炉（珠海发电厂）由于调温需要，不得不将再热器布置于炉膛出口处，亦就是把对热偏差最敏感的再热器设置在烟温偏差最大的炉膛出口处，这是造成锅炉左右侧再热汽温巨大偏差从而导致再热器超温爆管的主要原因之一。

二是材质问题。锅炉右侧的偏烧现象由于切向燃烧锅炉设计形式不能改变，偏烧不可避免的地存在，因此只能从管子材质方面着手考虑，即采用高规格管子材质，提高管子的耐温性能。受热面管道的厚度由强度计算确定，管材的选用决定于管壁的工作温度。当受热面管子的壁温在480oC以下，可用20号碳钢，超过上述值，则要采用合金钢。如果在电厂基建过程中选用材料不当，可能会给以后的长期运行留下隐患，珠海发电厂的钢材选用还是比较合理，比如屏式再热器的材料为15CrMo、12Cr1MoV和SA213-T91钢，根据管壁工作温度的不同使用在不同部位，而连接件的材料一般采用高耐热钢（ZGCr2oNi14Si2Mn1.5）,这就避免因为钢材的选用不当造成损失。
三、运行监督
　　1、锅炉启停应严格按启停曲线进行，控制锅炉参数和各受热面的管壁温度在允许范围内，并严密监视,及时调整,防止锅炉各参数大起大落；
　　2、锅炉启动过程中应检查和记录各联箱和汽包的膨胀指示器前指示，分析是否正常。停炉冷却后要核对膨胀指示器是否恢复到原位；
　　3、锅炉运行中，要严格执行“锅炉水、汽监督规程”，保证汽水品质合格。应根据化学水给理的要求，按时进行每一回路的排污,注意每一回路排污阀全开的时间不超过半分钟，各回路不得同时排污，当汽水品质恶化时，化学值班员应及时通知运行人员并向领导报告，同时查明原因,进行处理。当汽水品质恶化至危及设备安全运行时，要采取紧急措施，直至停炉；
　　4、锅炉燃烧器应对称均匀地投入，保证火焰中心适宜，防止结渣，减少热偏差，注意控制好风量，避免风量过大或缺氧燃烧，防止锅炉尾部再燃烧或过热器超温；
　　5、严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量，水位及燃煤量，防止超温超压、满水或缺水事故发生；
　　6、锅炉结渣时，应及时进行吹灰和清除。防止形成大渣块掉落砸坏冷灰斗水冷壁管；
　　7、加强对吹灰管理，应根据实际情况确定锅炉受热面吹灰的周期。应防止吹灰时漏气，漏水或吹损受热面；
　　8、加强对过热器、再热器管壁温的监测，实事求是地做好记录，发现超温应及时分析原因，并尽可能首先从运行调整上解决超温问题；
　　9、锅炉运行人员应严格执行设备巡回检查制度，当发现四管泄漏情况时应通知检修及有关人员迅速查清泄漏部位或报告值长按有关规定及时处理；
　　10、做好四管爆漏事故分析，对四管爆漏事故要如实反映爆漏前的运行工况及处理措施。认真查明原因，明确责任，以便吸取教训，采取相应的改进措施。
在防止锅炉“四管”泄漏工作中，通过以上措施的实施，做到超前预测，加强预防，将会收到良好的效果。再、过热器超温现象将得到有效控制；吹灰器原因造成的管子吹损问题也将得到解决；尾部受热面等部位的冲刷减薄情况将得到减轻。总之“四管”泄漏事故显著降低，机组运行的安全经济性将大大提高。

只有重视运行的规范操作和精确控制，重视设备的更新改造，重视问题和事故的深入分析，规范细致地开展防磨防爆检查工作，着重抓好防治措施，才能保证锅炉设备的健康状况，将锅炉“四管”泄漏问题降低到最低水平。