鍋爐的四管泄漏原因及控制措施詳解
鍋爐的四管泄漏原因及控制措施詳解
鍋爐本體范圍內(nèi)的主要承壓管件省煤器管、水冷壁管、過熱器管、再熱器管（以下簡稱“四管”）是火力發(fā)電廠鍋爐的重要設備之一，分別承擔著加熱給水、蒸發(fā)給水、加熱蒸汽、加熱做功蒸汽的重要任務。在正常運行中，如果鍋爐“四管”發(fā)生泄漏，就只有采取強迫停運而進行搶修，其泄漏嚴重影響了火力發(fā)電廠的正常生產(chǎn)，對發(fā)電廠以及電網(wǎng)危害極大，直接的經(jīng)濟損失為幾十萬及至上百萬元，因跳閘進而停電造成用戶的直接和間接損失就更大?！八墓堋毙孤﹪乐赝{著火力發(fā)電廠機組的安全滿發(fā)，“四管”隱患是火力發(fā)電廠機組的重大隱患。
近幾年，煤價上升發(fā)電成本的不斷提高，火電廠的生存不斷受到?jīng)_擊，對火電廠的安全運行提出了更高的要求。防止鍋爐“四管”泄漏，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益、樹立企業(yè)的形象、增大企業(yè)的競爭力，具有十分重大的意義。
一、鍋爐四管泄漏情況原因分析
1. 磨損是鍋爐"四管"泄漏的主要原因之一。
磨損的機理：煤粉爐的煙氣帶有大量飛灰粒子，這些飛灰粒子都有一定的動能，當煙氣沖刷受熱面時，飛灰粒子就不斷的沖刷管壁，每次都從管子上削去極其微小的金屬屑，久而久之，就會使管壁變薄，這就是磨損。
影響受熱面磨損的因素很多，主要有以下幾個方面：
①飛灰速度：磨損量和飛灰速度的三次方成正比，煙氣流速每增加一倍，磨損量要增加7倍。
②飛灰濃度：飛灰濃度增大，飛灰沖擊次數(shù)增多，使磨損加劇。
③灰粒特性：灰粒越粗，越硬，磨損越嚴重。飛灰中含碳量增加，也會使磨損加劇，因為灰中焦碳的硬度比灰粒要高。
④飛灰撞擊率：飛灰顆粒大、比重大、煙氣流速快、煙氣粘度小，則飛灰的撞擊機會就多，磨損就嚴重。
2. 高溫腐蝕也是鍋爐“四管”泄漏的重要原因。
高溫腐蝕主要發(fā)生在爐膛水冷壁區(qū)域，腐蝕部位通常在燃燒器上下，一次風集中布置的電廠比較嚴重，水冷壁向火側(cè)管子較為嚴重。水冷壁高溫腐蝕主要是由于在管子表面形成了熔融的積灰層，局部高濃度的H2S對腐蝕有很大影響。鍋爐缺氧燃燒，主燃燒區(qū)形成強還原性氣氛，HCL加劇對氧化膜的破壞，爐膛動力場不好，爐內(nèi)氣流切圓直徑過大，導致氣流貼壁現(xiàn)象嚴重。這些都是導致水冷壁高溫腐蝕爆管的原因。
3. 水循環(huán)不順暢引發(fā)運行問題。
在電廠鍋爐中，造成四管泄漏問題的常見問題之一即為水循環(huán)不順暢。究其根本原因，這主要是因為電廠長時間停留在低負荷，因此產(chǎn)生水循環(huán)不順暢。很多原因都會導致電廠低負荷，這主要由經(jīng)濟發(fā)展狀況決定。與此同時，在我國的北方地區(qū)，由于水結(jié)冰的時期比較長，這樣也會造成水冷壁時常產(chǎn)生不順暢。因為水循環(huán)不順暢具有非常細微的現(xiàn)象，所以在現(xiàn)實設備的檢修過程中發(fā)現(xiàn)起來也非常困難，所以，此問題會在很大程度上導致鍋爐的運行發(fā)生問題。
4. 由檢修人員檢修不當帶來的機械損傷。
在檢修過程中，由于維修人員的疏忽或使用維修工具不當致使金屬表面受傷，強度降低使設備不能承受介質(zhì)的壓力而產(chǎn)生爆管；檢修中鋸割管道時不小心時傷到其他管子而沒有被及時發(fā)現(xiàn)，或者沒有及時處理；焊接管子也沒有嚴格按照焊接工藝操作規(guī)程進行或熱處理沒有處理好都屬于機械損傷。只要維修人員認真負責和檢修時做好監(jiān)督，對損傷的管子及時處理，這類泄漏是完全可以避免的。
5. 鍋爐設計不科學。
基于筆者的實際經(jīng)驗可知，電廠鍋爐設計不科學是造成鍋爐水冷壁滲漏的關鍵原因，這是因為在巨大的壓力作用下，水冷壁的焊接處因為無法承受巨大壓力而極易造成泄露。在通常狀況下，產(chǎn)生此現(xiàn)象的根本原因即為鍋爐設計不科學，對冷水壁管路的具體重量并未給予充分重視，從而導致在懸掛點出現(xiàn)比較大的負荷，造成一個懸掛點不能承受其壓力，進而產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。
二、降低四管泄漏事故的控制措施
1. 完善防磨、防腐措施，采用新技術、新方法來增加設備的使用壽命。如省煤器穿墻處、靠墻兩側(cè)添加防磨護板，并補充完善管子上的防磨蓋板，以加強防磨作用；水冷壁管燃燒區(qū)域內(nèi)，特別是焊口位置，高溫腐蝕嚴重，為防止高溫腐蝕采用新型防腐蝕材料，取消已往的滲鋁等防腐蝕技術，同時也解決了焊口位置容易發(fā)生高溫腐蝕的問題。
2. 加強運行管理。增進受熱面運行中的超溫監(jiān)控，對超溫現(xiàn)象加強技術分析，對運行人員加強技術指導。要求運行人員正確處理好安全與效益的關系，提前掌握煤炭、設備、運行方式等信息，加強燃燒調(diào)整。嚴格控制機組在啟停、水壓試驗和運行過程中出現(xiàn)升降溫速度過快、超溫超壓運行和燃燒不穩(wěn)定等現(xiàn)象，同時加強對水質(zhì)、煤質(zhì)等監(jiān)督工作。建議各廠進行超溫統(tǒng)計，把超溫及汽溫空降監(jiān)控納入金屬技術監(jiān)督體系，以便加強技術監(jiān)督管理。
3. 加強鍋爐檢驗和防磨防爆檢查。對于省煤器，重點檢查易引起磨損的煙氣走廊位置；檢查導流板、防磨罩、防磨瓦是否完好和管排出列情況；檢查煙氣擋板調(diào)溫裝置后的管子磨損情況。對于水冷壁，檢查燃燒器附近水冷壁的高溫腐蝕減薄情況；檢查水冷壁的鰭片焊縫、管徑脹粗和結(jié)垢情況，對兩種介質(zhì)溫度的管間鰭片兩邊留有一定的膨脹裕度。對于過熱器和再熱器重點檢查與聯(lián)箱短管接頭的角焊縫處情況，對結(jié)構(gòu)明顯不合理的應進行改進；在高負荷區(qū)域檢查結(jié)垢、高溫氧化腐蝕和管徑脹粗等過熱現(xiàn)象；管排定位夾持管是否松動；在對流區(qū)的受熱面應檢查有可能形成煙氣走廊、灰濃度集中區(qū)域的管壁磨損，對管排不整齊或有出列現(xiàn)象必須進行消除、整排；檢查吹灰器附近的管子被吹損情況；減溫器的定位螺絲處或笛形噴水管根部是否開裂。
4. 積極培訓維修操作人員。優(yōu)秀的鍋爐維修操作人員能夠有效的降低電廠鍋爐泄漏現(xiàn)象的發(fā)生概率。所以，電廠要積極的為鍋爐維修人員提供科學、合理的培訓，從而提高其對電廠鍋爐的維護與檢修技術水平，增強鍋爐維護人員的維修技術操作能力。在通常狀況下，應聘請具有豐富經(jīng)驗與高超技術的、資格深厚的技術人員對鍋爐維修人員開展技術培訓與講解。在條件允許的狀況下，電廠也可積極的與有關高等院校進行合作，從而借助高等院校的豐富資源，提高維修操作人員的實際經(jīng)驗以及理論水平。
5. 完善設計，設計時適當加大安全裕度是防治“四管”爆漏的根本措施。如設計時對受熱面布置、爐膛熱強度、鋼材、交叉混合及膨脹系統(tǒng)等考慮合理的話，會大大地減少爆漏的發(fā)生。如近年來投產(chǎn)較多的國產(chǎn)引進型300MW機組和600MW機組，在設計中制造廠都對鍋爐設計做了修改，如提高爐膛高度、選取較低的爐膛容積熱負荷、提高鋼材等級、增加減溫級數(shù)與點數(shù)和降低尾部受熱面的煙速等，因此，它們的爆漏次數(shù)相對較少。
三、結(jié)語
在火力發(fā)電安全生產(chǎn)過程中，鍋爐設備的安全運行起著決定性的作用。由于鍋爐四管泄露和爆管事故必須停爐消缺，所以鍋爐四管安全運行與否是整個發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。鍋爐四管檢查沒有捷徑可走，只有實實在在地投入大量的人力、物力和精力，采取應修必修、修必修好的態(tài)度，才能保證鍋爐四管設備的安全。雖然四管泄漏對發(fā)電廠鍋爐來說是很難完全避免的，但是通過采取預防措施卻可以最大限度地減少鍋爐四管泄漏。在掌握了四管泄漏的基本規(guī)律后，采取針對性的措施，可以大大提高鍋爐運行的可靠性。
