【摘 要】 锅炉四管泄漏严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。引起锅炉四管泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热是导致四管泄漏的主要原因，本文分析了锅炉四管泄漏的原因，并从运行角度提供了相应的预防措施。
【关键词】 四管泄漏 原因 预防措施
中图分类号： TM621 文献标识码： Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）10-0021-02
燃煤电厂锅炉四管是指锅炉的水冷壁、过热器、再热器和省煤器。锅炉四管在锅炉中占有非常重要的地位。据不完全统计，火力发电厂发生的事故数量约有一半发生在锅炉专业，而锅炉专业发生的事故，有一半以上发生锅炉四管泄漏。火电机组一旦发生锅炉四管泄漏就只有采取强迫停炉，进行抢修，严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。防止四管泄漏对减少非停次数，提高机组长周期运行有着非常重要的意义，是提高火力发电机组可靠性的需要，是提高发电设备经济效益的需要，也是创建一流火力发电厂的需要。本文通过对造成四管泄漏原因的分析，主要从运行角度提出防止四管泄漏的技术措施。
1、造成四管泄漏的主要原因分析：
1.1原始缺陷或焊接缺陷
由于各种原因，钢铁厂钢管制造质量不能得到完全保证，管材在制造时发生的缺陷与钢铁锻压、延展时的缺陷，即气泡、夹层、折叠、壁厚不均、退火不良、晶粒度等加工诱发了其缺陷的发展。
锅炉本体是由焊接安装在一起的，受热面的每一根管子都有很多焊口，整台锅炉四管焊口几万余道，受热面是承受高温、高压的设备，因此焊接质量对锅炉安全经济运行有着重大的影响，焊口泄漏和结构应力、坡口形式、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平有关。
1.2磨损
磨损主要是由于灰粒对管壁撞击和磨削引起。对飞灰磨损的主要影响因素是烟气速度、飞灰浓度、粒度半径的大小、灰粒的物理化学性质以及受热面的布置与结构特性。此外，还与运行工况有关。同时灰浓度大，容易引起强烈的磨损。因此，煤粉炉尤其是烧多灰燃料时，磨损问题更为严重。此外，如果在烟道局部地区造成飞灰浓度集中，例如烟气走廊，也会引起严重磨损。如果燃料灰粒中多硬性物质，灰粒粗大而有棱角，受热面所处烟温较低而使灰粒变硬，则灰粒的磨损性也加大，尤其是在省煤器区，烟气温度低，灰粒变硬，磨损就更严重。烟气流速的影响最为严重，因为磨损量与速度成三次方关系。因此，布置受热面时，应使烟气流速不太大，更应避免局部地区流速过大。
1.3腐蚀
金属管受腐蚀作用，管壁会逐渐减薄，当管壁厚度小于一定值而没有得到相应的处理，就会导致腐蚀爆管事故的发生。腐蚀包括管外高温壁腐蚀和管内化学腐蚀两种。
高温管外壁腐蚀发生的部位主要是高温高压锅炉热负荷高的区域。产生腐蚀的原因主要是煤中含硫，主要是以硫酸为主要成分的熔盐腐蚀和硫化氢及硫氧化物造成的气态腐蚀。大量的研究结果认为，在煤燃烧过程中，煤中的硫化合物与氧发生反应，同时在高温燃烧中，煤中的K、Na盐类转化为它们的高价氧化物氧化钾和氧化钠，这些氧化物会与生成的三氧化硫反应，生成它们的硫酸盐，硫酸盐进一步与三氧化二铁、三氧化硫发生反应而生成复合硫酸盐。这些复合硫酸盐在550---580℃的温度范围内呈熔融状态粘附在管壁上与Fe发生反应从而加快了炉管的腐蚀。
管内化学腐蚀就是当水冷壁管内有沉积物时（垢或水渣），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。在正常运行的条件下，水冷壁管内壁常覆盖着一层Fe3O4的保护膜，它具有良好的保护性能，使水冷壁免受腐蚀。但如果炉水pH值超标时，就会使保护膜遭到破坏。当pH值在规定范围内，水冷壁管腐蚀速度最小，此时保护膜稳定性高。PH值过高或过低都会使腐蚀速度加快。当pH值过高时，易发生碱性腐蚀。pH值过低时，易发生酸性腐蚀。所以在正常运行条件下，要求炉水pH值保持在规程规定的范围内。另外当喷水减温水质不良、锅炉分离装置损坏或其它原因使饱和蒸汽品质恶化时，过热器、再热器的管内可能发生结垢，引起过热胀粗直至爆管。锅炉停用时，管内水或漏入湿空气氧气、二氧化碳和二氧化硫与管内壁接触会产生化学腐蚀。
1.4过热和超温
各种钢材都有许用温度范围，在此范围内，可按照其使用寿命安全工作。当实际壁温超过金属最高许用温度时金属的机械性能、金相组织会发生变化，金属蠕变速度加快，强度急剧下降，最后导致管道破裂。管道寿命是按照一定的工作温度和应力承受能力来设计使用的。蒸汽温度超过设计温度后，虽未发生过热，也会使金属组织稳定性变差，蠕变速度加快，最后其工作寿命缩短。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据试验研究，材料达到破坏的时间与蠕变速度成反比，随温度的升高呈指数关系缩短。超温爆管包括长期超温爆管和短期超温爆管两种。
运行中由于某种原因，造成管壁温度超过设计值，只要蒸汽超温幅度不大，就不会立即造成管子损坏，但管子长期在超温下工作，钢材金相组织会发生变化，蠕变速度加快，持久强度下降，在使用寿命未达到预定值时，提早爆破损坏。这种损坏称为长期超温爆管。一般发生在受热面管屏的外圈护屏管的向火侧，以过热器出口管段较为常见。
受热面管子在运行中，由于冷却条件恶化等原因，管壁温度在短时间内突然升高，使钢材的抗拉强度急剧下降。在工质压力的作用下，温度最高的向火侧，首先发生塑性变形，管径胀粗，管壁变薄，最后发生剪切断裂而爆破。这种爆管称为短时超温爆管。此种爆管多发生在水冷壁和凝渣管上热负荷最高的部位。
2、运行中防止四管泄漏的措施:
防止锅炉四管泄漏，提高锅炉运行的可靠性，减少锅炉非计划停运。必须要在锅炉的设计、制造、安装、运行、检修、改造等各个环节实施全过程的技术监督和技术管理。本文仅在电厂运行方面如何防止和减少四管泄漏的发生。
2.1锅炉负荷增加，烟气流速也就增加，飞灰磨损就加快。烟道漏风增加，也将使烟气流速增高而加快磨损，运行中燃烧不良，飞灰含碳量大量增加时，因焦碳粒比灰粒硬而加快磨损。因此在锅炉运行中，应保证合格的煤粉细度，注意调整燃烧，减少飞灰中的含碳量，同时要严格控制锅炉本体、空气预热器和制粉系统的漏风量，尤其是炉底漏风，适当减小烟气流速这对防止受热面的磨损和超温具有相当重要的意义。
2.2加强化学监督提高给水品质。尽量减少给水中的铜、铁含量，降低给水的碳酸盐碱度，减少炉水中游离的氢氧化钠。为此，必须防止凝汽器泄漏。此外，还必须保持锅炉良好运行方式，保证连续排污、定期排污的正常运行，当发现锅炉水质不合格时，运行人员应增加定排次数，确保锅炉水质尽快合格。控制炉膛局部热负荷不要过高，过于新投运和运行一段时间后的锅炉，应按规定进行化学清洗等以防止水冷壁管的垢下腐蚀。
2.3严禁锅炉超温运行。正常运行期间保证各受热面的温度在规定范围内，变工况下或机组发生异常时，及时调整汽温，防止汽温大幅度变化和长时间超温。同时密切监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及分离器水位，主要指标要求压红线运行，防止超温超压、满水和缺水事故的发生。当燃用煤质较差的煤种导致减温水量不足时，运行人员应进行燃烧调整，降低炉膛火焰中心，防止主再热汽温出现超温现象。如调整无效，应及时联系值长减负荷，确保主再热温度在规定范围内运行。
2.4锅炉启停应严格按启停曲线进行，控制锅炉参数和各受热面的管壁温度在允许范围内，并严密监视,及时调整,防止锅炉各参数大起大落。在启、停炉操作中，严格控制升温、升压速度，按规定进行水冷壁下联箱排污工作，尽快建立水循环，及时切换油枪，保证受热面受热均匀，杜绝半侧燃烧，消除热偏差。锅炉启动时，及时投入温水减温水，以增加省煤器的通流量，尤其是热态启动时，但要注意减温水量的控制，尽量不要用冷水减温，以防造成水塞。
2.5锅炉启动前或打水压时，要控制好水温和上水速度，一般水温保持在30～70℃，上水时间冬季要较夏季慢些；停炉后严格按规定进行停炉冷却，以防锅炉快速冷却造成管壁、联箱等处温差变化过大。注意停炉保护，根据停运时间长短，做好锅炉停运后的保养工作，一般情况下应进行热炉放水，防止空气中的氧和水分对管内壁的腐蚀。
2.6锅炉燃烧器应对称均匀地投入，保证火焰中心适宜，防止结渣，减少热偏差，注意控制好风量，避免风量过大或缺氧燃烧，防止锅炉尾部再燃烧或过热器超温。
2.7加强对吹灰管理，应根据实际情况确定锅炉受热面吹灰的周期。应防止吹灰时漏汽，漏水或吹损受热面。锅炉结渣时，应及时进行吹灰和清除，防止形成大渣块掉落砸坏冷灰斗水冷壁管。并及时检查声波吹灰和水吹灰应力等参数变化，尽早发现处理吹灰器缺陷，防止吹灰器故障，吹坏水冷壁和过、再热器管子。
2.8定期进行安全门试验，保证安全门动作可靠，防止锅炉超压运行。
3、结束语
防治锅炉四管泄漏工作是一个复杂的系统工程，需要在统一的要求下， 结合具体情况， 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，将锅炉四管泄漏降到最低程度。
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论文作者:刘松
论文发表刊物:《科学教育前沿》2016年10期
论文发表时间:2016/11/4
标签：锅炉论文; 磨损论文; 发生论文; 水冷论文; 管壁论文; 温度论文; 烟气论文; 《科学教育前沿》2016年10期论文;