发电厂锅炉泄漏问题的研究

【摘要】随着电力行业的进一步改革，随着厂网分开、竞价上网的实施，电力行业为社会服务的深入开展，保证电力设备的安全运行具有重要的社会效益和经济效益。锅炉在火电厂中占有非常重要的地位，认真研究锅炉泄漏发生的原因和提出相应防范措施具有非常重要的意义。

【关键词】发电厂；锅炉泄漏原因；应对措施

一、发电厂锅炉泄漏的原因分析

（一）省煤器泄漏

磨损是造成省煤器泄漏的首要因素，据统计，近六成的省煤器泄漏与磨损有关。研究省煤器磨损机理及防治方法对延长锅炉寿命很有必要。

1.磨损原理和易损部位。流过锅炉受热面的烟气具有一定动能，烟气中的固体颗粒会和内壁产生冲击碰撞。固体颗粒对受热面的碰撞角达到40°左右时，对壁面磨损最严重。省煤器磨损分为局部和整体磨损，易引起省煤器泄漏的是局部磨损，位置多发生在两侧靠近墙壁的弯头、靠近前后墙的多排管路、管夹附近的管路、中部弯头等。

2.防磨措施。防止省煤器磨损的途径有两种，一种是降低磨损速度，另一种是清楚磨损源。实际中为消除磨损源有多种措施，例如在锅炉弯角处加装除尘器，在管路转弯处安装离心式分离器，在屏式过热器后加装撞击式灰尘分离器等。实践证明，这些方法能够在一定程度上抑制省煤器磨损，但收效甚微。在目前采用的防磨手段中，降低磨损速度是主要形式。烟气中飞灰颗粒的速度是影响磨损的主要因素。根据相关的实验和仿真统计数据，磨损度正比于烟气流速的三次方。有学者证明，烟速达到一定界限时，磨损速度会进一步加快。捷克斯洛伐克烟气研究所在省煤器模拟实验平台上做了大量实验，气流速度在14m/s下运行665h与气流速度在35m/s运行19h的磨损量相差无几，两者的磨损度均超过了烟速的三次方。由此看出，烟气流速与磨损量有着紧密联系。实际中防止磨损的主要方法有：（1）适当增加通流面积；（2）减少管路横向排布数量，增大流通横截面积；（3）每排管路的横向截距适当加大，纵向截距不变，以长双管圈代替短单管圈；（4）消除中间弯头走廊，控制烟速提升在一定范围内。降低烟气流速后，还需要对省煤器局部防磨问题加以重视，主要包括以下措施：（1）加装阻流栅；（2）保持管排截距均匀，可采用梳形定位棒；（3）靠墙布置贴近竖井墙壁的首排管路；（4）采用120°或180°防磨瓦片。另外，要对锅炉内部煤粉细度进行合理把握，注意控制炉温，尽量将飞灰含碳量控制在一定幅度内，注意观察炉体、空预器和制粉系统漏风量，尤其是炉底漏风，在防止炉温超标和受热面磨损方面有关键作用。

（二）水冷壁管泄漏

1.磨损。水冷壁管磨损在一次风喷口周围发生率较高，粉尘流冲刷和吹灰器吹扫冲刷引发的磨损较常见。喷燃器安装角度欠佳、圆角设计参数过大、喷嘴形变、稳燃装置布置不当等，都会引起煤粉气流对水冷壁的冲击力变大，导致泄漏。

2.腐蚀。（1）管外壁高温腐蚀。喷燃器附近的热负荷较高，经常发生高温腐蚀，采用渗铝管、控制燃烧区温度、提高水品质都能有效抑制管外壁的高温腐蚀。（2）水冷壁内壁腐蚀。水冷壁内的沉积物会造成酸碱腐蚀，酸碱盐类物质会对金属保护膜产生破坏。锅炉处于正常运行状态下时，管内壁的四氧化三铁能形成保护膜，保护水冷壁免受腐蚀作用影响。当炉水酸碱度达到弱碱性（Ph值在10左右）时，保护膜稳定性最佳，水冷壁耐腐蚀能力最强。Ph值过高过低都会引发碱性或酸性腐蚀。为防止水冷壁腐蚀，常采取以下措施：减少炉水铜铁含量，减少炉水中的游离氢氧根；保证锅炉连续排污、定期排污系统正常运行，控制炉内局部热负荷不要超限；定期对新晋运行的锅炉进行化学清洗。

（三）过热器、再热器泄漏

根据相关数据统计，过热器、再热器临修次数占到锅炉泄漏临修次数的八成以上，可见，如何防止过热器、再热器泄漏成为防止锅炉泄漏的重点。

1. 超温

根据一线检修工的反馈，超温导致的过热器爆管事故比例最高，烟气侧温度过高、工质流速低、管材耐热度差都会导致一定程度的过热器泄漏。（1）火焰中心上移。锅炉机组漏风、燃烧调整不当、煤质差、煤粉细度过大、喷火嘴安装角度未调整好、空气动力场平移、炉膛积碳等，都会造成锅炉火焰中心上移，使得炉膛出口的烟气温度升高，提高飞灰含碳量，进而造成过热器、再热器过热，加剧烟气流程各部位的磨损程度，排烟温度随之升高。过热器、再热器区域烟气温度受火焰中心影响甚大，不少大型锅炉采用摇摆式燃烧器调节过热器再热器温度。一般而言，喷燃器的角度改变1°，会使得过热气温产生2°左右的浮动。目前，摆动式燃烧器的上下摆角能达到20°，但过大的摆角对锅炉安全性，运营经济性都不利，且大摆角燃烧器不适合难燃煤种，运行中极易发生卡紧现象。（2）设计安装欠妥。过热器设计和安装质量与过热器超温休戚相关，常见的设计失误包括：质量流速过小、火炬行程设计太短、减温器布置不当、钢材屈服强度不够、管内异物堵塞等。再者，如果断面热负荷或容积热负荷计算裕度不够，会使得过热器在短时间内迅速超温。因此，对于过热器的设计、运行、安装等各个方面，都要仔细校核，抓住每次检修机会，查漏补缺，降低过热器超温爆管的发生概率。

二、锅炉防漏的措施探讨

（一）加强设备管理，制定防磨计划任务书

根据设备磨损情况，对症下药，制定行之有效的防磨计划，利用每次大修机会对锅炉受热面进行综合保养维护；对磨损、膨胀、腐蚀严重的管路予以及时更换。对重点部位加刷防磨涂料，或者进行金属电镀。再者，在小修或机组备用停机时，跟踪检查机组易磨损部件，逢停必检，逢检必细。及时更换变形、磨损严重的管路，提高其耐磨性能，尤其是对流过热器、再热器、省煤器、后屏再热器等关键部位，要定期组织专业人员进行仔细巡检，发现故障及时排除。

（二）加强运行管理

在运行时规范操作，严禁超负荷运转，负荷的升降要严格遵循有关规定，严格监视管壁温度，谨防管壁超温。应设置专门检测系统，对入炉煤块进行分析，及时将数据资料传递给运行人员，为一线工作提供参考。飞灰在线测探系统、DCS系统的使用，不仅降低了企业能耗，而且实现了煤粒均匀燃烧，避免不完全燃烧的煤粒对水冷壁产生过分冲击。运行人员要严格检测燃烧环境，尽量不要使得燃烧环境处于强还原状态，否则会对炉管产生一定的热腐蚀。

（三）对设备进行技术改造

某台130MW机组锅炉后隔墙省煤器的下集箱结构布置不合理，烟气会因此产生涡流现象，进而对低温再热器的弯管接头产生严重冲击，埋下了爆管泄漏的隐患。如果能将下集箱位置下移，减轻或消除涡流现象，就能有效避免涡流现象。

（四）加大考核力度

为了充分调动员工积极性，重视锅炉防漏问题，提高锅炉运行的可靠性，可制定《锅炉防漏考核规章条例》，以机组连续运行时间为主要考核指标，对检修钳工工艺、焊接质量、金属室检验都制定详细的考核方法，并定期抽查泄漏检测登记表、超温报表，并与实际检测数据进行比对。为提高大修成效，还需制定《锅炉大修考核条例》，以一百分为满分，将安全置于首要位置，对出现问题的部门，依照条例规定进行严肃处理，绝不姑息迁就。

参考文献

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