朱衛(wèi)兵

（華能濟(jì)寧運(yùn)河發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 272100）

0 引言

在燃煤火電廠，因鍋爐“四管”爆漏造成的發(fā)電機(jī)組停機(jī)事故，給電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重危害，防止鍋爐“四管”爆漏，對(duì)于企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益、樹(shù)立良好形象、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有著特別重要的作用。

1 鍋爐“四管”爆漏原因分析

1.1 磨損

煤粉鍋爐受熱面的磨損是“四管”爆漏的主要原因。磨損分為飛灰磨損和機(jī)械磨損，飛灰磨損是攜帶大量灰粒的高速煙氣通過(guò)受熱面時(shí)，粒子不斷沖擊管壁，每一次沖擊都從管道上削掉極微量的金屬，從而使受熱面管壁逐漸變薄。飛灰磨損主要出現(xiàn)在鍋爐煙道內(nèi)，其主要受煙氣流速、飛灰濃度、灰粒特性和管束結(jié)構(gòu)等因素影響。在運(yùn)行中，機(jī)械磨損不常見(jiàn)，但也時(shí)有發(fā)生，當(dāng)受熱面管道未固定牢發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生碰撞磨損，造成漏泄。

2011年，電廠運(yùn)行操作人員發(fā)現(xiàn)6號(hào)爐給水流量和蒸汽流量偏差大，一側(cè)排煙溫度不正常降低，鍋爐“四管”泄露檢測(cè)裝置已發(fā)出泄露報(bào)警，停機(jī)發(fā)現(xiàn)省煤器管道因磨損嚴(yán)重爆破。2012年，運(yùn)行人員巡檢時(shí)聽(tīng)到5號(hào)爐前墻水冷壁短吹灰器附近有“嗤嗤”的漏汽響聲，經(jīng)停爐檢查發(fā)現(xiàn)吹灰器下部一根水冷壁管道因長(zhǎng)時(shí)間沖刷爆漏。

1.2 過(guò)熱

鍋爐受熱面過(guò)熱也是導(dǎo)致“四管”爆漏的一大因素，其影響主要表現(xiàn)在管材內(nèi)部組織在極限溫度下發(fā)生變化，應(yīng)力降低，產(chǎn)生塑性形變，導(dǎo)致管壁超溫破裂。因此，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制主、再蒸汽溫度，防止汽溫、汽壓超上限。

過(guò)熱又分為長(zhǎng)期過(guò)熱和短期過(guò)熱。長(zhǎng)期過(guò)熱是指管壁溫度長(zhǎng)期處于設(shè)計(jì)溫度以上而低于材料的下臨界溫度，超溫幅度不大但時(shí)間較長(zhǎng)，鍋爐管道發(fā)生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強(qiáng)度下降，蠕變速度加快，使管徑均勻脹粗，最后在管道的最薄弱部位導(dǎo)致脆裂的爆管現(xiàn)象。這主要是由于鍋爐燃燒調(diào)整不當(dāng)、火焰中心上移、爐膛出口煙溫升高、煤粉燃燒不充分造成煙道二次燃燒，加之減溫水投停不當(dāng)、管內(nèi)結(jié)垢等情況都會(huì)造成受熱面過(guò)熱。短期過(guò)熱是指當(dāng)管壁溫度超過(guò)材料的下臨界溫度時(shí)，材料強(qiáng)度明顯下降，在內(nèi)壓力作用下，發(fā)生脹粗和爆管現(xiàn)象。常因管內(nèi)工質(zhì)受阻造成流動(dòng)不暢，導(dǎo)致受熱面局部超溫。2007年，1號(hào)鍋爐大修時(shí)改造更換了再熱器，在機(jī)組啟動(dòng)后運(yùn)行不久就發(fā)生爆管事故，停爐后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有異物導(dǎo)致管道過(guò)熱爆破。

1.3 焊裝質(zhì)量

焊裝質(zhì)量不過(guò)關(guān)也是造成“四管”爆漏的重要原因。鍋爐受熱面管道內(nèi)部流動(dòng)著高溫、高壓的介質(zhì)，對(duì)焊口焊接質(zhì)量的要求很高，一臺(tái)鍋爐焊口很多，加之如果焊口出現(xiàn)未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等問(wèn)題，將會(huì)使之發(fā)展成裂紋導(dǎo)致爆漏事故。焊材質(zhì)量、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和焊工技術(shù)水平是產(chǎn)生焊接缺陷的主要原因。

2008年，5號(hào)爐后包覆側(cè)墻有輕微煙氣噴出，異常情況出現(xiàn)后，經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員判定為鍋爐泄露，申請(qǐng)停爐后發(fā)現(xiàn)墻式再熱器一管道焊口處有一砂眼，斷定為焊口處有氣孔所致。

1.4 拉裂

鍋爐經(jīng)過(guò)多次點(diǎn)火和停爐后，由于受熱面管道與其連接的其它部件之間由于材質(zhì)不一，膨脹程度不同，導(dǎo)致管道在拉力的作用下產(chǎn)生裂紋漏泄，這主要表現(xiàn)在管道與管道、管道與剛性梁、管道與密封件之間的拉裂。為了避免拉裂，可以在其之間添加過(guò)渡裝置，把管道與其它部件隔離開(kāi)，使管道有一定的自我補(bǔ)償能力。

5號(hào)爐在2012年的一次啟動(dòng)中，2號(hào)角噴燃器鰭片與水冷壁的連接處發(fā)生拉裂，造成水冷壁泄漏。

1.5 管道外側(cè)的煙氣腐蝕

管道外側(cè)的煙氣腐蝕又分為高溫腐蝕和低溫腐蝕。這主要是燃煤中所含的硫在一定條件下對(duì)金屬管壁造成的腐蝕。高溫腐蝕主要表現(xiàn)在水冷壁、過(guò)熱器、再熱器；低溫腐蝕則表現(xiàn)在省煤器、空氣預(yù)熱器。

1.6 管道內(nèi)側(cè)的水、汽腐蝕

近年來(lái)，因水、汽腐蝕引起受熱面爆漏事故有增無(wú)減，主要是小容量的機(jī)組備用時(shí)間長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)跟不上，受熱面與不合格水或濕空氣接觸，產(chǎn)生管內(nèi)化學(xué)腐蝕。有的甚至是給水品質(zhì)不良，爐水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等雜質(zhì)附著在管內(nèi)表面，形成水垢，水垢的傳熱效果極差，使壁溫上升，導(dǎo)致管壁過(guò)熱鼓包或破裂。

2號(hào)爐在2011年停爐檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)水冷壁管壁大面積起包，經(jīng)分析斷定為因爐水品質(zhì)不合格導(dǎo)致管壁化學(xué)腐蝕，為以防爆漏提前更換全部水冷壁。

2 鍋爐“四管”爆漏預(yù)防措施

加強(qiáng)檢修管理，及時(shí)檢查處理。防止鍋爐“四管”泄漏，首先應(yīng)從加強(qiáng)檢修管理入手，利用大修機(jī)會(huì)有計(jì)劃的對(duì)鍋爐受熱面其附件進(jìn)行全面檢查，對(duì)磨損、脹粗、熱腐蝕嚴(yán)重的管道及時(shí)更換，對(duì)易磨損區(qū)域噴涂防護(hù)材料，增強(qiáng)其耐磨性能；利用小修或停機(jī)備用機(jī)會(huì)重點(diǎn)對(duì)易結(jié)焦、易磨損、吹灰器易吹薄的部位跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)徹底地處理。

狠抓檢修質(zhì)量，確保焊接合格。檢修中必須加強(qiáng)焊工管理和焊接工藝的監(jiān)督、評(píng)定，把好焊接質(zhì)量控制關(guān)。提高焊接質(zhì)量根本措施是對(duì)焊工進(jìn)行培訓(xùn)，在搞好專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)責(zé)任心教育。

加強(qiáng)運(yùn)行管理，嚴(yán)防超溫過(guò)熱。運(yùn)行人員要按規(guī)程認(rèn)真操作，根據(jù)機(jī)組啟動(dòng)或負(fù)荷曲線升降負(fù)荷，嚴(yán)格控制各參數(shù)，避免超溫超限，防止鍋爐產(chǎn)生大的熱應(yīng)力；加強(qiáng)鍋爐的燃燒調(diào)整，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和入爐煤分析報(bào)告及時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)，風(fēng)粉比例和氧量，減少熱偏差；合理吹灰打焦，防止局部過(guò)熱超溫；加強(qiáng)運(yùn)行人員培訓(xùn)，提高調(diào)節(jié)控制水平。

加強(qiáng)爐水監(jiān)督，防止?fàn)t內(nèi)腐蝕。加強(qiáng)化學(xué)運(yùn)行管理，定期化驗(yàn)給水、爐水和各飽和蒸汽，按規(guī)定進(jìn)行連續(xù)排污和定期排污，及時(shí)除去水中的固形物，保證汽、水品質(zhì)合格；做好鍋爐備用期間的防腐保養(yǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

防止火電廠鍋爐“四管”爆漏是一項(xiàng)長(zhǎng)期的綜合性工程，要根本解決這一難題，除進(jìn)行必要的技術(shù)改進(jìn)之外，還應(yīng)當(dāng)從運(yùn)行、檢修管理和培訓(xùn)上做出努力。

［1］程紹兵.大容量鍋爐高溫受熱面超溫失效原因及對(duì)策［J］.廣東電力，2004，17（2）：38－41.

［2］白國(guó)亮.鍋爐設(shè)備運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.