试论电厂施工建设中预防锅炉爆管和泄漏的措施

摘要：电厂锅炉爆管和泄漏是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器泄漏。锅炉四管爆管和泄漏故障是一个影响机组安全稳定运行的问题，我国火电机组由于炉管事故引起的非计划停运小时数占机组非计划停运总时长的37.8％，而美国仅为7％。因此分析四管泄漏的原因及找到对策是非常必要的。本文首先分析了电厂施工建设中锅炉爆管和泄漏的部位及原因，最后从五大方面详细探讨了电厂施工建设中预防锅炉爆管泄漏的措施。

关键词：电厂；锅炉爆管；四管泄漏；磨损；超温

Pick to: the power plant boiler tube leak and refers to the boiler water wall, superheater, reheater, and economizer leakage. Four tube boiler tube leak and failure is a problem affecting the safe and stable operation of unit, thermal power unit in China due to the accident of furnace tube caused by unplanned shutdown hours accounting for 37.8% of the units are not plan to stop the total, while the United States is only 7%. So the analysis of the causes for the leakage of tube and find countermeasures is very necessary. At first, this paper analyzes the construction of power plant boiler tube and leakage in the construction of the site and the reasons, finally in detail from five aspects discusses the power plant construction in the construction of the measures to prevent boiler tube leakage.

Key words: power plant; Boiler tube; Four pipe leakage; Wear and tear; overtemperature

中图分类号：TM621.8文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

电厂施工建设中锅炉爆管和泄漏的部位及原因分析

（一）水冷壁管泄漏

图1水冷壁管爆管

在四管泄漏中，水冷壁管产生爆漏除设计、制造、安装的原因外，还与磨损、腐蚀、膨胀受阻、急冷、水循环不良等有关。

1、磨损

水冷壁管磨损主要发生在一次风喷口周围，是由风粉流冲刷和吹灰器吹扫时冲刷等引发的磨损。

在一次风喷口周围水冷壁管发生磨损时，主要是喷燃器安装角度不恰当、设计切圆过大、喷嘴在运行中烧坏变形以及稳燃设施布置不当等，使煤粉气流冲刷水冷壁管，引起管壁磨损变薄，以至泄漏。

2、腐蚀

（1）水冷壁管外壁高温腐蚀

水冷壁外壁高温腐蚀通常发生在高温高压锅炉热负荷高的区域，即喷燃器附近。

（2）水冷壁管内壁腐蚀

当水冷壁管内有沉积物（垢或水渣）时，在这些沉积物下面会引起水冷壁腐蚀，这种腐蚀称为酸、碱腐蚀。这是因为炉水中的酸性、碱性盐类破坏了金属保护膜的缘故。

膨胀受阻

水冷壁因膨胀受阻而拉裂的现象时有发生，拉裂部位通常在炉膛四角和喷燃器附近，多数是由于大滑板与水冷壁膨胀不一致，经多次启停炉后，就从焊点处拉裂泄漏。另外，膜式水冷壁锅炉两侧水冷壁与水平烟道过热器管排交接处密封板也是水冷壁膨胀受阻的部位。

（二）省煤器泄漏

图2省煤器泄漏

1、省煤器磨损机理

由于流过锅炉受热面的烟气具有一定的速度，在烟气中又含有形状不规则的固体颗粒，这些颗粒流经受热面时，就会对受热面产生撞击和磨擦。磨损主要是由于灰粒对管壁撞击和磨削引起，磨损之所以多发生在冲击角为30°～50°的部位，那是由于烟气速度、飞灰浓度、粒度随时都在变化的结果。

省煤器易磨损的部位

省煤器的磨损，主要表现为局部磨损和均匀磨损两个方面，尤其是局部磨损易引起省煤器漏泄，其位置多发生在省煤器左右两组的中部弯头、靠近前后墙的几排管子、错列省煤器顺烟气流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨损措施不当易引起其附近管子磨损的部位等。

（三）过热器、再热器暴漏

图3 过热器爆管 图4再热器爆管

1、超温

在过热器临时检修中，超温爆管占的次数最多，超温的原因主要是烟气侧温度高、工质侧流速低和管材的耐热度不够。

（1）火焰中心上移

造成火焰中心上移的原因很多，如锅炉机组漏风(炉底、燃烧器区域、空气预热器漏风、制粉系统漏风等)、燃烧调整不当(风粉配合不好、火嘴投停层数不当)、煤质变差、煤粉变粗、火嘴安装角度不对、空气动力场偏斜、炉膛结焦、高加未投等都会造成火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，飞灰含碳量增加，由此带来过热器、再热器超温，并使烟气通过的各部位磨损加剧，排烟温度升高。

（2）工质流速偏低

锅炉启动和低负荷运行时，因工质质量流速偏低，如果操作不当就容易引起超温爆管，尤其是屏式过热器。

（3）设计和安装不当

过热器设计和安装的质量对过热器超温有相当大的影响，例如同屏管数设计过多、质量流速偏低、火炬行程设计偏短、减温器设计不合理、钢材裕度不够、喷燃器安装角度不对、管内有异物堵塞等。另外，炉膛容积热负荷、断面热负荷选取不当、未燃带的面积设计偏大等都会使过热器超温。

磨损

过热器、再热器的磨损主要是飞灰冲刷磨损，通常发生在烟气走廊、烟气流速突变的局部位置附近，如蛇形管排的弯头及穿墙管部位，特别是卡子附近更容易发生局部冲刷磨损。

3、腐蚀

过热器和再热器的高温腐蚀，主要发生在高温对流过热器和再热器出口部位的蛇形管上。高温腐蚀是由燃料中的硫和灰分中的碱金属(钠、钾)引起的。在此条件下，碱金属的硫酸盐、氧化铁(包括管壁的氧化铁保护层)与三氧化硫形成复盐Na3Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3。这种盐熔点很低，在580～590℃就会熔化流走，从而破坏了氧化铁保护层，使管子受到腐蚀。

电厂施工建设中预防锅炉爆管泄漏的措施

（一）加强锅炉四管的日常检查

锅炉“四管”检查是防止泄漏的重要手段和措施，原采用的方法是多人进行短时突击检查。这样，由于检查人员的水平不一、责任心不一，且各人未承担明确的责任，“四管”检查起不到应有的作用。现在锅炉“四管”检查采取的是派出专人进行检查，每人有明确的检查范围，并在检查结果上签字，对因责任心不强，能够检查而未检查到的部位承担相应的责任。采取的检查方法，促进了检查人员的责任心，检查的主要部位，则可提高检查的技术水平，“四管”检查的部位如下:

1、水冷壁管

燃烧区域内水冷壁管的高温腐蚀情况、磨损情况、胀粗鼓胀情况，炉膛入孔门管子、打停孔管子的腐蚀、损坏情况，流渣口管子的腐蚀、过热情况，燃烧器附近水冷壁管的冲刷、损坏情况，水冷壁管抽样测厚检查。

2、省煤器管

检查弯头、靠墙处、穿墙处的磨损、腐蚀情况；检查防磨装置是否变形、脱落；省煤器吊挂管检查与低过、低再管子接触部位的磨损情况；省煤器管抽样测厚检查；检查省煤器管排的排列情况。

3、过热器管

检查低过、低再弯头与后包墙管、中隔墙管、前包墙管接触处的磨损情况，检查前包墙管与中隔墙管联箱之间的联络管；检查过热器管排靠墙处是否存在局部烟气走廊；检查屏过、全大屏过热器管夹管与管子接触处的磨损情况；过热器管抽样测厚检查。

4、再热器管

检查再热器管与省煤器吊挂管接触处的磨损情况，检查高再管子位于吹灰器处的冲刷情况，再热器管抽样测厚检查。

（二）掌握锅炉四管的检测技术

目前，国内外检测锅炉炉管泄漏技术的原理基本相同，即通过声频传感器捕捉锅炉“四管”泄漏产生的一定强度和频率范围的噪声，区分泄漏声源和背景声源后即可检测锅炉管的泄漏状态。在实际应用中有两种捕捉泄漏声源的检测技术：

泄漏声源通过空气传播到声频传感器的检漏技术；

泄漏声源通过固体传播到声频传感器的检漏技术。

（三）加强锅炉管道运行的管理

1、严格遵守锅炉安全操作规程

锅炉负荷在允许范围之内，超负荷情况要严加控制，启停炉时应适量蒸汽流经过热器。汽包水位在允许范围内波动，不满水。防止汽压突降，或者突升使汽包安全阀起跳。加强锅炉的燃烧调整，防止气流刷墙、贴壁、火焰偏斜，减少烟温偏差和受热面热偏差；调整制粉系统，控制煤粉细度；严格控制锅炉运行参数，加强管壁温度监视，监视汽包炉的水位防止缺水，引起受热面瞬间超温；防止炉膛结焦，如发现大焦应及时处理，以防大焦落下砸坏冷灰斗；运行人员加强巡检。

重视吹灰器正常投入和退出的可靠性，不但要确保其机械部分能正常运行，而且从其控制系统的逻辑设置来确保吹灰器的正常投入和退出，避免吹损受热面管。

加强化学监督工作，确保锅炉给水、锅水水质遵循锅炉给水、锅水水质标准，保证给水、锅水水质合格。严格执行化学清洗导则规定的相关条例，做好锅炉停用保护工作。

（四）建立激励机制，有效的提高各级人员的责任心

四管暴漏漏的防治，重在人员的责任心，对于运行人员具有高度的责任心可以合理调整，及时缓解受热面的恶化程度；对于检修人员提高责任心可以及早发现缺陷，及时处理缺陷。一个良好的激励机制可以充分的调动职工的责任心，在现在经济发展的时代，没有经济做杠杆，人员的积极性很难调动起来，特别是现在许多新建的电厂没有检修队伍，检修工作全部对外承包，依赖检修人员的检查已经不可靠。完善的激励机制不仅局限于经济的奖惩，更要有一套衡量检查的标准，如检查的部位、检查的范围、各级人员的职责等。

（五）管材的选择

过热器、再热器管道选型要求

过、再热器管子在运行时，外部受高温烟气的作用；而内部则流通着高压蒸汽。要求过热器管和蒸汽管道金属有足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性，在高温长期运行中组织稳定性好，有良好的工艺性能（特别是要焊接性能好，对过再热器管还要求良好的冷加工性能），抗氧化性能高；过热器管用钢选择的主要依据是金属温度。

水冷壁、省煤器管道选型要求

（1）水冷壁管

在锅炉运行时对水冷壁管金属来说，是用锅炉炉水冷却水冷壁管。在正常运行时，由于管内水流的冷却作用，其工作温度并不高，这种温度水平一般的耐热钢均能承受，水冷壁容易产生“垢下腐蚀”现象。其产生与锅炉给水的水质及锅炉运行工况有关，其中尤其是锅炉水质的好坏与水冷壁管的安全运行有密切相关。此外若燃煤中含硫量高，在运行过程中会出现水冷壁管的硫腐蚀，严重时会危及锅炉的安全运行，目前解决硫腐蚀的主要措施是用表面渗铝钢管作为水冷壁管。

（2）对水冷壁管材料的主要要求

水冷壁管金属具有一定强度，传热效率高，有一定的抗腐蚀性能，工艺性能好。

（3）省煤器管

省煤器管处于锅炉尾部，管子外部与烟气接触，内部是锅炉炉水。锅炉炉水首先经过省煤器管以吸收烟气中余热。为此，省煤器管工作温度不高，但温度波动较大。省煤器管外表在工作时常受到烟气中飞灰颗粒的磨损。

（4）对省煤器管金属的主要要求

一定的强度，传热效率高，有一定的抗腐蚀性能和良好的工艺性能，还应考虑其热疲劳性能。

结语

防治锅炉四管暴漏工作是一个复杂的系统工程，需要在统一的要求下，根据具体情况，不断完善制度、标准、规程体系，依据制度和标准规程、规范，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，将锅炉四管泄漏问题降低到最低水平。

参考文献

[1]李培华.锅炉“四管”泄漏事故发生的原因分析及对策[J].热力发电，2005.9.

[2]周雪松.锅炉“四管”泄漏的预防与控制[J].华电技术，2008.9.

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