火电厂锅炉“四管”的防磨防爆工作探讨

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摘要：对于火电厂来说，其锅炉“四管”在一定程度上直接关系到发电机组的安全、稳定运行。发电机组在运行过程中，“四管”一旦发生泄漏，电厂的安全经济运行将会受到严重的影响，本文通过对“四管”设备的分析，提出针对“四管泄漏”的防治的方法。

关键词：四管 泄漏 原因 措施

0 引言

对于锅炉来说，其“四管”通常情况下，主要包括：水冷壁、过热器、再热器、省煤器四部分，受过热、腐蚀、磨损等因素的影响和制约，在一定程度上导致以上四种锅炉本体承压管件发生泄漏、破裂或者爆管等，这种现象被称为四管泄漏。在火力发电机组各类非计划停运原因中，据不完全统计，锅炉“四管”泄漏占据首位。对于锅炉来说，“四管”爆漏一旦发生，在一定程度上将会增加非计划停运损失，检修的工作量也会大大的增加，甚至酿成事故，直接威胁到火力发电厂的安全、稳定的运行。随着市场竞争的不断加剧，我国电力行业受到一定的冲击，进而在一定程度上对火电厂的安全运行提出更高的要求。在这种情况下，提高火力发电机组可靠性，需要采取措施防止锅炉四管漏泄，同时也是提高发电设备经济效益的基础和保证。

1 锅炉四管泄漏原因分析

在火力发电厂中，承压管件省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管作为锅炉本体范围内的重要设备，通常情况下，覆盖了锅炉的全部受热面，在其内部通常要承受着工质的压力，以及化学物品的作用，在其外部通常要承受高温、侵蚀和磨损的影响，在这种情况下，锅炉容易发生失效、泄漏等问题，进而在一定程度上引发四管泄漏、爆管等。通常情况下，运行过程中发生磨损、高温腐蚀、给水品质腐蚀管道、超温运行时间长、运行环境恶劣、检修、安装质量的影响等是造成四管泄漏的主要原因。

1.1 磨损

对于省煤器、低温过热器、低温再热器来说，在其尾部受热器上及喷燃器火嘴附近的水冷壁弯管处，由于烟温较低，在一定程度上容易发生磨损，进而发生泄漏。由于省煤器的管排比较密集，与其它部位相比，这里的烟气流速比较高。在这种情况下，如果炉烟中灰粒比较多，或者锅炉启动时，受煤粉燃烧不充分的影响和制约，使得灰粒随炉烟流向尾部，进一步加剧省煤器的磨损速度。通常情况下，磨损主要发生在低温过热器、低温再热器的局部位置。

1.2 受热面高温氧化腐蚀

在锅炉内部，在燃烧燃用煤种的过程中，由于这种煤含硫较高，并且具有较差的燃烧工况，水冷壁管贴壁处煤粉在燃烧区域内进行燃烧时，由于氧气较少，进而燃烧不充分。在燃烧过程中，会生成还原性气体，这些还原性的气体与受热面管子容易发生相应的化学反应，进而在一定程度上导致管子变薄，尤其是焊口的凹陷，容易发生爆管泄漏（称高温腐蚀）；由于蒸汽内含有各种杂质，在燃烧过程中，通过与受热面管子相接触，这些杂质容易发生电化学反应，在管子的内壁上便会形成凹坑，当承受不住蒸汽的压力时，在这些管壁比较薄的位置，容易发生爆管现象。在高温、应力、腐蚀介质的影响下，过热蒸汽器、再热蒸汽器运行时间过长，在高温烟气冲刷的影响下，管子外壁容易发生腐蚀，进而发生相应的高温烟气氧化腐蚀；受流动过热蒸汽，以及压力的影响和制约，在管子内部容易发生高温蒸汽氧化腐蚀现象。

1.3 锅炉给水中含有杂质

在锅炉的供给水中。由于含有钙、镁盐类等能结垢的物质，在高温的作用下，容易发生各种物理、化学反应。某些钙、镁盐类等在高温条件下容易生成沉淀物，并且这种沉淀物难以溶解；随着水温的升高，某些具有负溶解度盐的溶解度将会降低到一定程度，当溶液达到过饱和状态后便会从水中直接析出；水分随着温度的不断升高出现蒸发和浓缩，进而在一定程度上增加了含盐浓度，当溶液超过自身的饱和浓度后，也会析出相应的沉淀。析出的沉淀物通常情况下，主要为：一是水垢，牢固地粘结在受热面内壁上，而且沉积物质地比较密实；二是水渣，在水中形成松散的悬浮沉淀物。

1.4 长期超温运行

在高温条件下，锅炉受热面运行时间过长，金属的金相组织在一定程度上容易发生一些有规律的变化，通常情况下，其显微组织往往要经历动态过程，主要表现为碳化物的变化。

1.5 管子制造、安装、检修焊缝的质量

在对管道进行安装的过程中，由于受到安装、检修焊接质量的影响和制约，进而在对管道的焊接部位进行施工时，容易发生应力集中，进而在一定程度上使得接头的机械性能大幅度的降低，通常情况下焊口咬边、满溢、焊瘤、内凹、未焊透、夹渣、气孔、裂缝等是造成机械性能降低的主要原因。在一定程度上，由于焊口部位比较薄弱，爆管现象比较容易发生。对于焊接的部位，通过采用异种钢进行相应的处理，由于热胀能力比较差，通常容易造成爆管，进而在焊接接头处发生环向的破裂。

1.6 运行环境恶劣

对于机组来说，受频繁启停、负荷率低的影响和制约，机组炉管和焊口金属等在一定程度上容易出现疲劳，进一步增加了锅炉爆漏的几率；如果没有正确地调整火焰中心，水冷壁管炉墙受到一、二次风的冲刷，削弱了管子的厚度，使得爆管泄漏事故比较容易出现；通常情况下，如果火焰中心偏低，那么容易导致炉底温度过高。容易发生过热，以及产生炉底漏渣等，底部水冷壁管与定排管上由于覆盖炉内漏出的高温炉渣包，在一定程度上使得水冷壁炉底管、定排管形成超温的过热，进而发生爆管和泄漏。

2 防止四管泄漏的措施

2.1 为了防止锅炉“四管”泄漏的发生，通常情况下，需要对（大修、技改工程，以及单项工程）用各种机会进行充分的利用，在一定程度上全面的更换老化的、磨损面积比较大的设备。

2.2 充分利用停炉的机会，认真检查锅炉承压部件，及时的更换处理存在缺陷的管子。请有资质人员对锅炉内部进行相应的检验，同时及时解决处理检验中发现的问题，在一定程度上确保设备的健康水平。

2.3 制定防磨、防腐方案，为了延长锅炉相关设备的使用寿命和服役时间，通常情况下，采用新技术、新工艺。例如，通过防磨护板等对省煤器穿墙处、靠墙的两侧等部位进行设置和处理，同时补充和完善管子上的防磨盖板等，在一定程度上强化防磨作用；在其燃烧区域内，对于水冷壁管，尤其是焊口处，由于受到严重的高温腐蚀，通常情况下采用20G无缝管，同时利用超音速喷涂新型防腐蚀材料对外表面进行处理，进而对高温腐蚀进行预防，进而在一定程度上解决焊口处发生高温腐蚀。

2.4 开展相应的空气动力场试验。严格的检查喷燃器安装角度、切圆等，在一定程度上使其符合相应的要求，必要的情况下，根据实际空气动力更换原设计倾角、切圆等，进而在一定程度上避免水冷壁管受到一、二次风气流的冲刷。

2.5 对运行中的燃烧加大调整力度，对燃烧工况和火焰中心进行合理组织，在一定程度上降低高温腐蚀，同时降低烟气的温度偏差，以及流量的偏差等。启炉初期，打开所有的疏水，在一定程度上确保过热器疏水及时排尽，避免水塞；在启炉时，严格控制升温升压速度，监视顶棚过热器壁温不能超温。

2.6 加强技术管理与技术监督，对锅炉、汽包、压力管道等进行登记，对设备的健康状况进行及时的了解和掌握，制定可行的处理方案对设备存在的不安全隐患进行处理，在萌芽中消除将要发生的“四管”泄漏；仔细分析已发生的“四管”泄漏的原因，为了防止发生同类事故，需要提出预防性的措施。

2.7 加强燃烧调整，合理配风，避免风量过大或缺氧燃烧，严禁超温、超压运行。

2.8 搞好锅炉受热面的吹灰工作，保持受热面的清洁，防止由于受热面积灰、结焦等引起的受热面超温。

3 结束语

在火力发电过程中，锅炉设备的安全运行是发电安全运行的基础。必须通过停炉的方式，锅炉“四管”泄露和爆管事故才能彻底的根除，所以锅炉“四管”安全运行直接影响到整个火力发电安全生产。对锅炉“四管”进行相应的安全检查，根本不存在捷径，在检查过程中，通常情况下需要安排大量的人力、物力、财力等，进行检查时需要端正态度，始终抱着应修、必修、修必修好的负责态度，确保锅炉“四管”的安全性。通常情况下，只有对“四管”做好检查工作，才能确保锅炉机组安全稳定运行。

参考文献：

[1]张磊，廉根宽.电站锅炉四管分析与治理[M].中国水利水电出版社，2009.11.

[2]宋琳生.电厂金属材料[M].中国电力出版社，2010.12.

[3]张晓明.锅炉四管泄漏原因及防治措施[J].科技与企业，2012（11）.

作者简介：

李树荣（1975-），男，工程师，中国农业大学机械制造专业毕业，现从事电厂锅炉检修工作。

李品（1967-），男，本科，现从事电厂热控自动化管理工作。

李俊琪（1976-），男，本科，现从事电厂热工自动化工作。