鍋爐的四管泄漏原因及控制措施詳解

鍋爐本體范圍內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”）是火力發電廠鍋爐的重要設備之一，分別承擔著加熱給水、蒸發給水、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電廠的正常生產，對發電廠以及電網危害極大，直接的經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。“四管”泄漏嚴重威脅著火力發電廠機組的安全滿發，“四管”隱患是火力發電廠機組的重大隱患。

近幾年，煤價上升發電成本的不斷提高，火電廠的生存不斷受到沖擊，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，對于提高企業的經濟效益、樹立企業的形象、增大企業的競爭力，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。

高溫腐蝕主要發生在爐膛水冷壁區域，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，爐內氣流切圓直徑過大，導致氣流貼壁現象嚴重。這些都是導致水冷壁高溫腐蝕爆管的原因。

3. 水循環不順暢引發運行問題。

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，因此產生水循環不順暢。很多原因都會導致電廠低負荷，這主要由經濟發展狀況決定。與此同時，在我國的北方地區，由于水結冰的時期比較長，這樣也會造成水冷壁時常產生不順暢。因為水循環不順暢具有非常細微的現象，所以在現實設備的檢修過程中發現起來也非常困難，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的壓力而產生爆管；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現，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，產生此現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比較大的負荷，造成一個懸掛點不能承受其壓力，進而產生泄漏現象。

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；水冷壁管燃燒區域內，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控，對超溫現象加強技術分析，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，加強燃燒調整。嚴格控制機組在啟停、水壓試驗和運行過程中出現升降溫速度過快、超溫超壓運行和燃燒不穩定等現象，同時加強對水質、煤質等監督工作。建議各廠進行超溫統計，把超溫及汽溫空降監控納入金屬技術監督體系，以便加強技術監督管理。

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、管徑脹粗和結垢情況，對兩種介質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箱短管接頭的角焊縫處情況，對結構明顯不合理的應進行改進；在高負荷區域檢查結垢、高溫氧化腐蝕和管徑脹粗等過熱現象；管排定位夾持管是否松動；在對流區的受熱面應檢查有可能形成煙氣走廊、灰濃度集中區域的管壁磨損，對管排不整齊或有出列現象必須進行消除、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。優秀的鍋爐維修操作人員能夠有效的降低電廠鍋爐泄漏現象的發生概率。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等考慮合理的話，會大大地減少爆漏的發生。如近年來投產較多的國產引進型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、增加減溫級數與點數和降低尾部受熱面的煙速等，因此，它們的爆漏次數相對較少。

 三、結語

在火力發電安全生產過程中，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電廠安全生產的重中之重。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、修必修好的態度，才能保證鍋爐四管設備的安全。雖然四管泄漏對發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律后，采取針對性的措施，可以大大提高鍋爐運行的可靠性。