摘要：随着经济和各行各业的快速发展，燃煤电厂锅炉受热面长期处于高温烟气熏烤及烟气灰粒冲刷的环境中，使受热面管子发生磨损、腐蚀、过热、胀粗等缺陷，甚至引起锅炉受热面爆管事故。这些缺陷严重威胁锅炉机组的安全运行，为了消除锅炉隐患，锅炉受热面防磨防爆检查是一项必须进行的重要工作。严重困扰电厂安全运行的技术难题之一———受热面“四管”爆破泄漏，检修质量、安装、制造、材质等方面的原因都能造成“四管”爆破，同时，受热面膨胀不畅拉裂以及飞灰磨损，再热器、过热器等管壁超温等也容易导致“四管”爆破。在锅炉受热面防磨防爆检查工作中常见缺陷是：管子磨损、腐蚀减薄，管子弯曲、变形出列，管子外壁损伤、砸伤，管排杂乱；其他缺陷有：管子过热、鼓包、胀粗、裂纹、疲劳、蠕变、氧化皮脱落等。
关键词：锅炉；受热面管；失效分析
引言
锅炉受热面作为火力发电厂锅炉中一个基本部位经常处于复杂、恶劣的环境之中。爆管牌号及合金成分符合标准要求，内壁无腐蚀坑和腐蚀产物排除由于介质腐蚀造成的爆管，样品的硬度值和主要力学性能指标符合相关标准的要求。爆口张开较大呈喇叭口状，边缘锋利且明显减薄，存在明显胀粗，最大胀粗率约为19.6%。具有典型短时超温爆口宏观形貌。金相组织发生了相变，形成回火索氏体组织，出现了晶粒长大的现象，这些都是短时超温爆口典型的微观组织特征。可以判断失效原因为短时超温爆管。在机组运行过程中由于工作条件恶化，使管壁温度短期内突然上升，温度最高达到管材的相变转变温度。管子的强度变得极低，发生了塑性变形，管径胀粗，管壁减薄，在介质内压力作用下快速发生爆管。
1概述
锅炉受热面管运行环境十分恶劣，外部是高温烟气，内部是高温高压介质，其失效事故时有发生。受热面管失效机理及防治措施的研究对提高火力发电厂安全经济性具有重要的意义。以某发电厂的一次受热面管失效为例，通过各种手段研究失效管子的宏观特征、理化性能等，综合分析查明管子失效的原因，提出预防事故的措施，保障机组安全稳定运行。
2管子磨损减薄发生部位及处理方法
磨损是煤粉锅炉受热面最常见的缺陷，由于受热面布置在炉膛及烟道内，特别是尾部竖井烟道内的受热面，长期受烟气冲刷，烟气中的灰粒使受热面管壁磨损减薄。管子磨损速度与烟气的流速、烟气中的灰粒的浓度及硬度，受热面的布置方式有关，在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域，通常磨损较严重。冷灰斗四角及前墙斜坡水冷壁容易发生灰渣流动磨损，烟气转向室内前包墙过热器拉稀管下部、立式低温再热器下管子容易磨损，尾部竖井烟道内卧式受热面管排上部第1～3根管子，靠近炉墙烟气走廊的边排管子，悬吊管支撑管卡边缘及个别出列的管子都容易发生磨损。减轻烟气冲刷和飞灰磨损，一方面应从运行调整着手，控制锅炉各处的漏风以降低烟气流速，重视燃烧调整工作，选用优质煤种，降低锅炉烟气中的飞灰含量等。另一方面从检查检修着手，发现锅炉受热面磨损时，应及时查找原因，采取有效措施，防止磨损加剧。如果磨损量超标且面积较大时，应进行换管；如果管子局部磨损，磨损比较严重且面积不大时，可采用对磨损部位打磨补焊处理（91材质除外），补焊完后用角磨机将补焊部位打磨圆滑过渡并着色探伤检查；如果管子磨损面积较大，但磨损量较小，特别是吹灰器区域，可采用加装防磨瓦防护，以达到延长管子使用寿命的目的；但是加装防磨瓦应注意：防磨瓦加装方位正确，长度合适能有效防护磨损部位，防磨瓦的尺寸与管子匹配靠严，固定牢固无松动；如果管子普遍磨损，且磨损量较小，可采用喷涂法，在管子磨损部位喷涂一层耐磨涂料，该法适用于膜式水冷壁和异形弯头无法采取防磨瓦防护的区域。
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3锅炉受热面管泄漏监测
集合锅炉、声学、电子、计算机、机械等多学科技术，通过传感器获取炉内炉管泄漏的噪声信号，在消除锅炉运行的各种复杂噪声干扰的基础上，利用计算机技术，通过数据处理，进行声谱分析，实现对锅炉炉管泄漏的早期预报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度。锅炉管道泄漏监测系统监测装置一般安装在锅炉电子间，正常运行由运行值班员检查画面各个测点声谱是否在正常范围内。当发生锅炉受热面管泄漏报警时，运行人员应在监视屏上检查报警测点，确认报警测点在锅炉位置，就地确认锅炉是否泄漏，确认是否测点误报，并通过锅炉有关参数进行分析确认锅炉是否泄漏。
4管子腐蚀发生部位及处理方法
管子腐蚀分为外壁腐蚀和内壁腐蚀。在受热面宏观检查工作中，只能发现管子外壁腐蚀，由于受热面管子长期处于高温烟气中，烟气中含有的多元腐蚀性气体，在高温的条件下与受热面管子表面的金属发生化学反应，所以又称为高温腐蚀。经常发生的区域有：炉膛燃烧器区域水冷壁管高温腐蚀，炉膛上方布置的屏式过热器，炉膛出口及水平烟道布置的立式对流受热面（高温过热器、高温再热器等）。要减少管子高温腐蚀的发生，一方面从运行方面着手，调整好燃烧，降低炉膛火焰中心高度，减少热偏差；燃用优质煤种，降低锅炉烟气中腐蚀性气体的含量；另一方面从检修方面着手，在易发生高温腐蚀的部位喷涂或更换优质耐腐蚀管材。
5管子损伤、砸伤部位及处理方法
在受热面防磨防爆检查中常会遇到，由于外力导致管子挤压凹陷、电焊引弧造成管子表面凹坑、气割误伤管子的现象；另外，在冷灰斗斜坡水冷壁检查过程中最常见的缺陷就是落物砸伤，可能是锅炉运行期间高空落下焦渣块砸伤、燃烧器扩锥烧损脱落砸伤、屏过防磨固定装置烧损落下砸伤等，也可能是检修期间炉膛搭设升降平台时配重块掉落砸伤、搭设脚手架架管脱落砸伤等。如果损伤深度超标且面积较大时，应进行换管；如果损伤深度超标但面积较小时，可采取打磨补焊处理（91材质除外），补焊完后用角磨机将补焊部位打磨圆滑过渡并着色探伤检查；如果损伤深度较浅，可以打磨圆滑过渡。锅炉受热面安全运行与否是整个火力发电厂安全生产的重中之重，锅炉受热面检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取应修必修、修必修好的态度，发生事故本着“四不放过”的原则，只有这样，才能保证锅炉的运行安全。为了防止锅炉受热面“四管”爆破泄漏，必须采取切实可行的办法，同时必须满足关于技术措施及管理方面的相关规程规范，所以，要不断摸索出一些行之有效的措施和方法，使锅炉受热面检修质量得到全面的提高，从而使大型发电机组能够经济、安全的运行，最终使企业效益得以实现。
结语
锅炉是火力发电厂生产过程的三大主要设备之一，锅炉受热面一旦发生“四管”泄漏就必须停机处理，故锅炉防磨防爆工作尤为重要。通过结合锅炉受热面检修工作现场的实际情况，针对锅炉“四管”常见缺陷的发生部位及处理方法进行了探讨总结。
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论文作者:张秀品
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：锅炉论文; 磨损论文; 烟气论文; 高温论文; 部位论文; 发生论文; 炉膛论文; 《电力设备》2019年第5期论文;