火电厂锅炉四管防磨防爆检查及预防措施

火电厂锅炉四管防磨防爆检查及预防措施

王猛

国能内蒙古呼伦贝尔发电有限公司 内蒙古 呼伦贝尔 021025

摘要：锅炉受热面是传导热量的重要载体，不仅需要承受高温高压，还需要有一定的耐磨性和抗腐蚀性。锅炉四管作为受热面的主要组成部分，由于运行环境比较恶劣，长期处于高温高压的运行状况下，所以会发生四管泄漏现象，不仅会对火电厂造成经济损失，而且还威胁到火电厂运行的安全性。由于锅炉四管焊接质量差，设计方式不合理，燃煤质量不佳，长期高温运行等各种原因，会降低四管的强度，由此产生泄漏和爆炸等安全事故。为了提高火电厂运行的安全性，需要加强对锅炉四管的安全检查，通过故障原因分析，找到四管泄漏的原因，然后有针对性地制定预防泄漏的措施，保证火电厂锅炉运行的安全性。

关键词：火电厂；锅炉四管；防磨防爆措施

火电厂的锅炉“四管”是锅炉的重要组成成分，“四管”爆漏问题在很大程度上会影响火电厂的安全生产，所以火电厂锅炉“四管”的防磨防爆检查问题和预防措施是当今火电厂需要解决的一大难题。四管泄漏是指受过热、腐蚀、磨损等因素的影响和制约，在一定程度上导致锅炉本体承压管件发生泄漏、破裂或者爆管等的现象。一旦发生锅炉的四管爆漏将会增加非计划停运的损失，检修的工作量也会随之加大，更严重者甚至会导致事故的发生，对火电厂的安全稳定运行造成严重的影响。为了提高火电厂锅炉运行的安全性，降低火电厂锅炉“四管”爆漏发生的几率。

一、火电厂锅炉“四管”检查

1、水冷壁。水冷壁工作环境比较恶劣，存在高温腐蚀、管子磨损、结构、拉裂、胀粗鼓包等问题。水冷壁作为炉内承压部件，磨损的情况一般情况下并不严重。但是由于对其监视不当，导致在检修过程中漏检的情况时有发生。针对水冷壁，重点检查喷燃器出口附近水冷壁管、炉膛水冷壁吹灰器附近的水冷壁管冲刷磨损；水冷壁灰斗前、后斜墙及弯头附近管壁是否存在砸伤失效、灰渣磨损减薄失效的情况以及水冷壁火焰检测冷却风开孔附近让位管管壁减薄失效情况。腐蚀检查部位重点放在喷燃器标高上下2m左右区域。同时要根据炉型特点，对膨胀受阻、拉裂承压部位，在大小修时重点检查。

2、过热器和再热器。过热器和再热器的结构布置形式相似，两部分同时存在过热、磨损。蠕胀、腐蚀等问题。该部位若发生泄露就必须紧急停炉，否则会导致大面积蛇形管排吹损。过热器和再热器的磨损主要是在容易形成烟气走廊和局部烟气流速突变的位置导致的烟气冲刷。因此要着重检查蛇形管排的弯头及穿墙部位、管排膨胀受阻部位、管卡烧损变形部位、管子表面容易结焦氧化的部位、下弯头向火部位、夹持管和管排摩擦和相互振动的部位，运行中有超温记录 的部位以及高负荷区则重点测量管子胀粗和蠕胀。

3、省煤器。省煤器大多数布置在尾部烟气竖井烟道内，一般在烟气温度较低区域工作，不会出现过热烧坏问题。但是因为烟气温度较低，烟气中的硫化物容易凝结成酸液、加上烟气中的灰粒比较硬，所以省煤器存在飞灰磨损、积灰、腐蚀等问题。省煤器重点检查靠后包墙的蛇形管、蛇形管的弯头部位和穿墙管、容易造成异物卡涩的部位如防磨瓦的接口处、防磨瓦脱落的管排、省煤器定位卡附近区域、出列和错列管排。蛇形管主要检查沿气流流动方向1～3根，如果加装了防磨瓦，往下转移一根。对局部磨损量在每年0.1mm以上，需要加装护铁；局部磨损在每年0.25mm以上，则需要对其结构适当改进。

二、锅炉运行中的“四管”隐患以及原因

1、基建期焊接质量问题导致水冷壁泄漏。锅炉水冷壁存在泄漏现象，管子没有明显的变形情况，也没有过热爆管的特征，将水冷壁管剖开发现壁管焊缝处有一条穿透性裂纹，其他管子没有发现裂纹，该焊缝是焊接密封板的焊口。原因分析：开裂位置在水冷壁管的背火面密封盒的水平和竖直密封板交界处，焊缝内部具有很多夹渣和咬边等缺陷，锅炉运行时，在热应力、内应力与结构应力的共同作用下，焊接存在的不足逐渐严重化，使得水冷壁管道焊缝开裂，出现泄漏现象。

2、集中应力导致水冷壁鳍片裂纹。锅炉水冷壁中部螺旋管屏与垂直管屏转换处的密封鳍片存在很多纵向裂纹，裂纹呈无规则分布。裂纹向下没有延伸到焊缝处，但向上大部分裂纹已经延伸到焊缝位置。原因分析：①因为炉膛螺旋水冷壁管屏不存在结焦现象，因此无法判断是否是火焰刷墙造成密封钢板烧损；②机组运行时经常会出现调峰情况，使得水冷壁壁温度速率波动非常快，在这种情况下产生的交变应力使得密封钢板出现疲劳现象；③通过观察发现在锅炉启停时存在温度升高以及温度冷却速度过快的情况，对于水冷壁来说，最科学合理的冷却速度是 1～2 ℃/min，但实际水冷壁降温的速度达到了 4.5 ℃/ min，远超正常冷却速度。

3、氧化皮脱落导致的“四管”隐患。火电厂锅炉在停修的过程中，需要对装置的氧化皮进行抽检，包括锅炉屏式过热器、末级过热器和末级再热器，发现下弯头位置氧化皮脱落，脱落现象严重，需要进行进一步处理。原因分析：①锅炉屏式过热器和末级再热器管屏采用的是同一类型的不锈钢材料，如果管壁温度的变化程度较高，这种材料就会较为敏感，而且主汽温度频繁地出现超温现象，在符合波动以及调峰停止的情况下，实际使用中很容易出现氧化皮；②氧化皮的膨胀系数与钢材不同，因为热膨胀能力的区别，温度变化很大的情况下，会使得金属表面氧化膜存在裂纹，加之基体金属长期处于氧化环境下，加快了管材氧化的速度；③锅炉正常运行的过程中，无法带走尺寸较大的氧化皮，使得锅炉停止运行时蒸汽冷却凝结成水，汇集在过热器 U 形管下部，长此以往，氧化皮积聚越来越多，很容易将高温过热器通流截面堵死，从而加快氧化皮形成与剥落的速度。

三、火电厂锅炉四管泄漏的预防措施

火电厂锅炉四管泄漏和爆管直接影响火电厂的安全运行，所以应该做好四管泄漏的预防措施，降低四管泄漏的发生概率。预防四管泄漏的措施可从人为控制和设备运行调整分析如下。

1、定期检查、维修锅炉，提高人员综合素质。加强对锅炉四管的防磨防爆检查，可分为定期检查和不定期检查。锅炉的每个部件都有一定的运行寿命，但是运行环境不同对运行寿命产生的影响也不同。制定完善的检查计划，采用先进的检查方法，对于磨损、腐蚀等缺陷严重的部位要加大检查的频率，细化检查内容，做到防患于未然。提高管理人员和技术人员的综合技能水平，善于分析四管缺陷原因，并且能够利用新技术、新工艺、新材料，提高锅炉四管防磨水平。加强责任管理，建立责任管理体系，做好各项防范措施。

2、优化锅炉燃烧调整，加强管材和焊接质量管理。锅炉四管出现磨损、腐蚀、高温等现象，有部分原因是因为锅炉燃烧过程中部分设备角度设计不合理或者燃烧工况不佳所导致的，所以应该对锅炉燃烧工况以及设备的角度进行优化调整。例如调整燃烧器喷口的角度，调整吹灰器的角度或者位置等，都能够改善烟气流量偏差等问题。加强锅炉燃烧调整力度，减少烟气温度偏差，减少高温腐蚀和超温现象。安装工艺不严谨也是导致四管泄漏的原因之一，所以在安装之前，应该对所有设备进行仔细认真的检查，重点检查设备管道是否存在裂纹、小孔、锈蚀以及焊缝间隙等问题，不合格产品一律不得投入使用。管材的焊接质量也是影响泄漏的原因之一，尤其是在焊缝处容易出现裂纹、气孔、为填满、焊瘤、夹杂等现象。所以应该加强安装焊接质量管理，严格按照工艺标准执行，确保四管的焊接质量。

火电厂锅炉四管泄漏和爆管会直接影响火电厂的经济效益，同时威胁到人身安全，所以应该加强对四管的安全检查，防止事故的发生概率。磨损、腐蚀、高温、焊接质量缺陷等是导致四管泄漏和爆管的主要原因，所以在四管防磨防爆检查中，应该重点检查缺陷发生频率较高的部位，并且提前做好相应的防护措施，对于发生缺陷的部位，采用适宜的方法进行维修。加强对四管安装时的焊接质量监督，避免长期处于超温运行状态，优化锅炉燃烧调整，完善检查计划，提高检修人员综合素质，切实做好锅炉四管防磨防爆检查工作，为火电厂的安全稳定运行奠定良好的基础。

参考文献：

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