摘要：火力发电厂中，锅炉“四管”是重要的设备之一，其安全稳定运行与发电机组的安全稳定运行是密不可分的。火电机组一旦发生锅炉"四管"泄漏就只有采取强迫停炉，严重影响火力发电厂的正常生产。本文简要分析了锅炉"四管"泄漏的原因，结合近年积累的经验提出了防止锅炉"四管"泄漏的综合技术措施。
关键词：四管；泄漏；原因；案例；防治
前言：锅炉本体范围内的主要承压管件省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管（以下简称"四管"）是火力发电厂锅炉的重要设备之一。其泄漏严重影响了火力发电厂的正常生产，直接和间接损失就很大。尤其是越来越多的火电厂承担城市供热任务，给火电厂的安全运行提出了更高的要求。
1原因浅析
"四管"泄漏是指锅炉受热面中的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管四种受热面管由于各种原因发生破裂的泄漏，导致炉管失效。造成锅炉"四管"泄漏、爆管的原因主要有以下几方面：
①制造、安装与焊接的影响
②长期运行中磨损，主要是飞灰磨损，其次是机械振动磨损
③ 超温运行的影响
④ 运行环境的影响
⑤ 人为因素的影响
1.1管子制造、安装、检修焊缝的质量是锅炉"四管"漏泄的第一项原因
1.1.1安装、检修焊接质量问题造成焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降等，又由于部分手工焊接和焊后检验受人为因素、生产厂家的管理水平和人员的责任心的直接影响，造成缺陷的形成，如焊口的咬边、未焊透、夹渣、气孔等，致使焊口处成为薄弱部位而造成爆管。
1.1.2因炉管焊口内壁的焊瘤、焊渣、炉管错位等原因，使管内介质流速下降，管壁温度升高，另外，这些区域容易沉积盐垢造成受热面的损坏。
1.2磨损是锅炉"四管"泄漏的主要原因之一
引起磨损的原因有：
1.2.1防磨护瓦脱落
尾部受热面的前几排管子直接地受到烟气灰粒的冲刷，因此前几排管子的磨损较后面管排严重；局部位置的防磨护瓦因固定方式不正确，防磨护瓦与管子的膨胀量不一致，在运行中易发生变形、脱落，受热面管子受烟气的直接冲刷磨损而减薄管壁，发生爆管。
1.2.2局部烟速过高
在安装和检修受热面管排时，受热面管子的节距以及受热面管排与炉墙之间距离不符合设计要求，在管排与管排之间或管排与炉墙之间形成局部"烟气走廊"。受热面积灰、结渣及燃烧不合理也易形成局部烟气流速过高，磨损加剧。
1.2.3实际燃用煤质的变化
为降低发电成本和充分利用能源，实际燃用煤种因多种原因与设计煤种不完全一致，发热量低、灰分增加、挥发分降低，造成烟气中的飞灰浓度增加。
1.2.4机械磨损
管排固定装置的松动、脱落也会造成"四管"泄漏。如固定受热面管子的管卡、管夹管松动脱落，使管子之间、管子与管夹之间互相碰撞，使管壁减薄后发生爆管。
1.3 管子的超温运行也是锅炉"四管"泄漏的最重要原因之一
超温爆管分短时超温爆管和长时超温爆管。短时超温爆管一般发生在燃烧带和喷燃器附近热负荷较高的水冷壁的向火面。长时超温爆管正常情况下主要发生在过热器的外圈。
1.3.1炉内局部热负荷过高，如火焰直冲受热面或火焰中心偏移等非正常情况。
1.3.2管内汽水循环不良，多因为管内异物引起，当管子下部焊缝有轻微泄漏时，也会造成上部热负荷较高的管子汽水流量减小，引起管壁超温。
1.3.3管内严重结垢，炉水内带有氧化铁和其他杂质会在水冷壁的蒸发段沉积，进入过热器的饱和蒸汽带水，造成不正常的结垢。
1.3.4锅炉运行中积灰、结渣严重，导致受热面传热恶化。
1.3.5当受热面管子出现超温后，超温使管子内外壁氧化皮增厚，而增厚的内外壁氧化皮将使传热恶化，经过长时间的运行后，可能使管子也发生长期超温爆管。
1.4 运行环境的影响也会促使锅炉"四管"泄漏
1.4.1 机组的频繁启停、负荷率低，造成机组炉管和焊口金属疲劳，增加锅炉的泄漏几率。
1.4.2 停炉后快速冷却的影响，也给锅炉"四管"留下了隐患。
1.5检修工艺的影响
检修工艺的好坏也是影响锅炉“四管”漏泄的一个重要因素。以下两项不可忽视：1、强化焊接质量管理，焊接时严格执行焊接工艺；受监承压部件更换焊口进行100%探伤检测。2、严格按《火力发电厂金属技术监督规程》进行检修策划。
1.6其它原因
1.6.1发生汽水侧氧腐蚀、结垢腐蚀、高、低温腐蚀等。
1.6.2 吹灰器故障吹损锅炉受热面。
2锅炉受热面典型案例分析
2.1 原始焊口砂眼泄漏
某厂200MW机组，低温过热器管材质为20G，泄漏点为原始焊口，边缘无明显磨损减薄痕迹，内壁检查无结垢、腐蚀现象，泄漏点附近存在3处明显气孔。在机组长期运行，受冷热交变应力等外力影响，长期积累，导致缺陷扩大并泄漏。
2.2 短期过热超温爆管
某厂300MW机组，水冷壁管（材质：20G，规Φ60×6.5mm）。泄漏部位为锅炉乙侧墙35m处水冷壁管子。原因分析为水冷壁管爆口内部存在异物，为汽包内部装置固定用的楔铁，导致此根管内部的水循环不畅，发生短期超温爆管。
2.3氧化皮脱落
某厂350MW超临界机组高温过热器T91材质管内大量氧化皮并脱落。
2.4飞灰磨损
某厂300MM机组锅炉喷燃器出口附近水冷壁管受风粉吹损。
3防止锅炉"四管"泄漏采取的措施
3.1 运行管理
3.1.1机组启动后要评价启动过程的各项操作是否按照规程要求进行，包括升温升压速率、减温水投入情况、炉膛出口烟温控制情况等。
3.1.2严禁停炉时进行强制通风冷却。
3.1.3机组启停时要重点对各个负荷段锅炉受热面、炉外管道的膨胀情况进行跟踪，分析锅炉膨胀是否存在异常情况。
3.1.4运行管理要重点做好超温管理。
3.1.5加强长、短杆吹灰器的管理，保证每只吹灰器各转动部位灵活、无卡涩，确保长、短杆吹灰器的吹灰压力、温度在正常范围内可靠运行，吹灰器运行中如遇有不能自动退出或退不到位的情况，要立即手动退出进行处理。
3.2 检修管理
3.2.1根据金属监督规程制定合理的金属监督项目并实施，对发现的问题要全面彻底处理，并分析原因制定相应的防范措施。
3.2.2认真进行四管防磨防爆检查，从飞灰及机械磨损、过热胀粗、管排变形、管子硬伤等方面细致检查，并做好记录。
3.2.3更换的炉管要进行几何尺寸复核和金相材质复核。
3.2.4更换炉管时要严格执行检修工艺。
3.2.5选用正确的焊接材料及焊接工艺，焊口要进行 100% 的金相检验合格。
3.3 金属管理
3.3.1机组在年度检修时，要根据四管超温情况对超温累计时间长、超温幅值高的管子进行取样检验，检验项目最少包括金相组织分析和拉伸试验，掌握超温对金属的影响和劣化趋势。
3.3.2对奥氏体不锈钢管子内部氧化皮脱落情况的检查，每年最少检查一次。
3.3.3对奥氏体不锈钢的异种钢焊口，运行5万小时要按10%比例进行抽查。
3.3.4在日常工作中做好把关，与专业做好配合，使金属监督工作落实到位。
3.4 化学管理
3.4.1加强锅炉点火前和启动中的锅炉窜水，保证锅炉水质。
3.4.2加强运行中的水质监督，严格执行化学监督三级异常处理原则。严格控制炉水氯离子、炉水硬度和PH值等，在水质有明显升高时（未超标）提前排污。
3.4.3根据机组停运时间，选择最佳的防腐措施，并严格执行。
4结束语
锅炉四管漏泄一直是困扰着火力发电厂的一个难题，防止锅炉四管漏泄，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工作。要坚持“趋势分析，超前控制，重在检查”的原则，利用停炉机会进行检查，掌握规律，重点部位加强排查。通过分析、预测、检查、总结、超前控制，才能保证锅炉"四管"设备的安全减小锅炉四管漏泄的发生。
参考资料：
[1]锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算，樊建人等著，科学出版社。
[2]锅炉及辅助设备，王铣庆等著，劳动人事出版社。
论文作者:王雅东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签：锅炉论文; 磨损论文; 机组论文; 炉管论文; 水冷论文; 原因论文; 火力发电厂论文; 《基层建设》2018年第34期论文;