电厂锅炉四管泄漏原因及控制措施

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【摘 要】本文分析了锅炉锅炉四管泄漏问题的规律和生产过程中的防治重点，认为防治锅炉锅炉四管泄漏工作是一个复杂的系统工程，需要在统一的要求下，结合自己的具体情况，不断完善制度、标准、规程体系，依据制度和标准规程，规范和不断深入地开展工作在重视人员培训和交流协作的同时，重视运行的规范操作和精确控制，做规范细致的防磨防爆检查工作，重视设备的更新改造，重视问题和事故的深入分析和落实整改，只有这样，才能保证设备的健康状况，将四管泄漏问题降低到最低水平。

【关键词】四管泄漏问题；规律；生产过程；防治

0.前言

根据2000年全国200MW及以上火电机组可靠性统计，锅炉设备事故造成的非计划停运次数占机组全部非计划停运次数的48.9%，而其中由于锅炉四管爆漏事故造成的非计划停运又占锅炉总的非停事故次数的60.5%。要降低机组非计划停运，如何防止锅炉“四管”泄漏是个值得考究的问题。

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。

1.四管泄漏问题的规律及熟悉

造成四管泄漏的诸多因素，诸如腐蚀、磨损、应力、疲惫、强度等，都不能像机组参数那样可以在线监测，在机组运行中很难感知到，即使在机组停备和检修中，也往往由于工期、人员、手段等问题不能完全检查、处理到位，难免有所疏漏。对于已投入运行的机组，导致四管泄漏的因素总是存在的，并且这些因素所造成的问题在不断累积，一旦爆发，就防不胜防，甚至造成恶性循环。所以，四管泄漏问题的成因和发展具有相当的隐蔽性和滞后性，四管泄漏存在突发性。

1.1主要故障类型及原因分析

超温爆管：

超温爆管是指因某种原因导致管子金属实际工作温度超过钢材允许的下临界点温度，在介质内压作用下发生破坏的故障现象。一般分为短期超温爆管和长期超温爆管两类。

1.1.1短期超温爆管

导致短期超温爆管的主要原因为：

a.火焰冲墙，导致局部热负荷过高。

b.管内汽水循环不良，如管内积聚堵塞焊渣、小工具、铁屑等。

c.汽水分配不均，部分管路循环停滞或流量过低。

d.管内严重结垢，使管子传热效果变差，造成管子金属超温失效。

e.给水中断。

f.尾部烟道再燃烧。

1.1.2长期超温爆管

导致长期超温爆管的主要原因为：

a.烟气热偏差过大，管子热负荷超过设计值。

b.管子金属材料使用不当。

c.管内结垢轻微，长期传热热阻高。

d.局部热负荷较高，造成管子壁温高于其规定值。

e.管内冷却介质流量偏低。

f.受热面积灰、结焦。

机械磨损

由于管排结构设计不当或结构失效，导致管排间或与构件之间，因炉内烟气的挠动，相互磨擦碰撞而发生损伤失效。导致机械磨损的主要原因为：

a.管排间或管子之间的固定件失效或安装、设计不合理。

b.吹灰器卡涩，蒸汽长期吹扫，管子表面损伤。

c.受热面之间热态膨胀后相互接触碰撞。

d.燃烧器与附件管子之间距离太近，长期振动或调整角度时磨擦碰撞形成损伤。

e.介质管道缩口、扩口区域或转弯较大的区域，介质长期冲刷减薄。

1.2飞灰磨损

由于炉内烟气中飞灰含量超过设计值或局部烟气流速过大，造成灰粒子长期冲刷管子金属，导致其失效。导致飞灰磨损的主要原因为：

a.煤质变化，灰分量超过设计值的高限。

b.烟气短路，局部烟速过高。

c.受热面积灰，烟气通流面积减少，使得单侧或局部烟气流速高。

d.炉墙存在漏风、漏灰点。

e.燃烧器开裂，煤粉冲刷附近的管子。

f.在烟道内存在较大的转折点或流道面积突然缩小。

1.3应力失效

由于受热面结构或管路间结构不合理，长期由于热应力、结构应力或残余应力超过金属允许值而形成失效。导致应力失效的主要原因为：

a.整体膨胀不均，局部应力超标。

b.炉膛爆炸。

c.长期的温度交变，形成交变应力而造成疲劳损坏。

d.异种钢结构之间的连接存在较大的温差应力，尤其是不锈钢与碳钢管子之间的焊接处。

e.支吊架失效，管排形成局部应力超标。

f.水冲击产生温度热应力，如：若减温水喷射雾化不好，减温器套筒出口部位、盲肠管道与主干管连接部分由于疏水回流产生温度交变应力。

g.在机组启动或停止过程中，温度变化超过规定值。

h.机械振动形成交变应力，如疏水管道固定在钢结构上时，在集箱随炉体晃动过程中，疏水管根部形成机械交变应力。

i.管圈在加工过程中形成的残余应力未能完全消除。

j.密封结构不合理，形成结构内应力。

1.4化学腐蚀

导致化学腐蚀的主要原因为：

a.应力状态下存在化学腐蚀介质。

b.烟气中硫化物等腐蚀性介质含量过高。

c.灰垢长期积聚在管子表面，高温下形成垢下腐蚀。

d.由于火焰冲刷炉墙或火焰中心偏移等原因，造成金属表面高温氧化。

e.停炉保养或水压后，防腐措施采取不当。

f.炉水中氯离子含量超标，造成对奥氏体不锈钢的腐蚀。

g.酸洗过程控制失败，酸液或碱液在受热面中停留时间过长，或酸碱液体进入立式过热器中等。

h.炉内加药失控，炉水质量超标。

2.生产过程中防止四管泄漏的控制措施

对机组设备特性的研究、总结把握和优化提高。

一台机组，经过设计、制造、安装、调试到投入生产运行，应该说其运行性能和适应范围已经确定，运行的任务就是在客观决定的运行方式下，合理组织设备和选择工况参数，保证机组运行的安全稳定性、经济环保利益整体最大化。要做到这些，必须不断研究和进一步把握机组的设计思想和具体性能，把握它合理的运行范围和安全经济参数定值。一方面机组设计的性能要吃透，而且机组的实际性能往往和设计性能会有偏差，超过、甚至达不到设计要求，再者机组的实际运行条件，比如燃料、设备和运行方式会发生变化，这些都会改变机组的运行状况，发生新的问题。所以，在机组运行中，首先要不断从实践中进行分析总结，必要时通过试验和测量来获得准确数据和可靠指导。

设备改造应经过客观充分的调研和论证，改造后应进行规范的性能试验。总之，应该有一种总结、研究的气氛，准确把握设备和机组的性能，合理控制安全裕度和经济性指标，知道所存在的问题并评估其风险，能够应变，分层次、分步骤去解决问题，这是做好工作的基础。

3.设备点检和检修

点检制度来源于状态检修，是一种先进的设备治理方式，它明确规定了设备的主人，将设备运行状态、存在问题、维护检修的计划和方案整定、以及其落实和验收等工作统一起来，有利于问题的解决和工作效率的提高。这在防止四管泄漏方面同样可以发挥有效的作用。

4.结论

如何以点检为中心，将防磨防爆网络、规范的防磨防爆检查和合理检修维护结合起来，是值探讨的课题。

【参考文献】

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