燃 中国华电集团哈尔滨发电有限公司 （黑龙江原因 １５００４０） 刘立志 【摘要】主要介绍燃煤锅炉四管泄漏的原因及预 防措施。燃煤锅炉是火力发电厂的主要设备，由于锅炉 二 锅炉“四管”泄漏 所谓锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再 热器和省煤器，传统意义上的防止锅炉“四管”泄漏， 系统参数变化多样，介质一直处于流动状态，对各受热 面的内外冲厣Ｊｌ必然导致管道的磨损。在发电机组的非计 划停运统计中，锅炉四管泄漏占３０％以上，不仅影响电 雹～ 是指防止以上部位炉内金属管子的泄漏。锅炉“四管” 涵盖了锅炉的全部受热面，它们内部承受着工质的压力 厂的经济性，多次起停对锅炉的寿命影响巨大，因此锅 力 炉四管泄漏的预防是火力发电厂的重点工作。总结了燃 和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损 的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中的所 在，所以很容易发生失效和泄漏问题。 税一肌 ．耋 煤锅炉四管泄漏的原因，提出了防止燃煤锅炉四管泄漏 的预防措施。 ９ 据历年不完全统计，燃煤锅炉“四管”泄漏占火 力发电机组各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生 【关键词】锅炉 四管 泄漏 原因分析 预防 Ｍ 措施 一 “四管”泄漏，增加非计划停运损失，增大检修工作 前言 量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全、 经济运行。 燃煤锅炉“四管”泄漏问题一直是困扰锅炉设备 安全的头等问题，特别是锅炉尾部烟道内的设备，长时 间在烟气冲刷情况下，随着锅炉运行时间的推移，飞灰 三 燃煤锅炉“四管”泄漏原因分析 引起燃煤锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨 磨损、热腐蚀、金属疲劳等综合因素的影响，导致其使 用寿命不断降低。根治锅炉“四管”泄漏也是非常困难 的事情，但并不是不可避免的，可以采取一定的手段降 损、腐蚀、过热及拉裂是导致“四管”泄漏的主要原 因。 低锅炉“四管”泄漏的发生率，比如采取防磨措施、调 整燃烧工况、减少锅炉冷热起停次数等手段以减少受热 面漏泄次数。 １．磨损 燃煤锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响 锅炉长期安全运行的主要原因。 期 ．． ６９ Ｖ ２０１５￣ｇ８期 ｅｔｙｊｘ ＣＯ＿ｎｌ用＿飞灰磨损的机理是携带有灰粒和未完全燃烧的燃 料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次 撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁 变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大；烟气携 带的灰粒越多（飞灰浓度越大），撞击的次数就越多， 其结果都将加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄 的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热面飞灰磨损 泄漏、爆管有明显的宏观特征，管壁减薄，外表光滑。 运行中发生严重泄漏时，若不及时停炉处理，往往会加 大泄漏范围，并殃及其他受热面的安全。在安装、运行 和检修过程中，如果受热面管子未固定牢或管卡受热变 形，管排就会发生振动并与管卡发生碰撞磨损，也就会 造成管子机械磨损而导致泄漏。 ２．腐蚀 燃煤锅炉受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品 质不合格引起的管内化学腐蚀。当腐蚀严重时，可导致 腐蚀爆管事故发生。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是飞 灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的ＳＯ，生成复合 硫酸盐，在５５０～７１０￣Ｃ范围内呈液态凝结在管壁上，破 坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。 导致受热面高温腐蚀的主要原因是炉内燃烧不良 和烟气动力场不合理，控制局部烟温，保证管壁不超 温，防止低熔点腐蚀性化合物贴附在金属表面上，使烟 气流程合理，尽量减少热偏差是减轻高温腐蚀的重要措 施。 低温腐蚀是指硫酸蒸气凝结在尾部受热面上而发 生的腐蚀，这种腐蚀也称硫酸腐蚀。它一般出现在低温 级空气预热器的冷端。当带有ＳＯ 的烟气流经尾部受热 面时，当尾部受热面的壁温低于酸露点时水蒸气在管壁 上凝结成水，烟气中的ＳＯ 气体溶于水中，形成Ｈ ＳＯ 溶液，从而腐蚀管壁金属即为低温腐蚀。 预防低温腐蚀最常用的方法是提高入口空气温 度，保证尾部受热面壁温在酸露点以上，通常在燃用高 硫燃料的锅炉中加装暖风器或采用热风再循环，但是进 风温度越高，排烟温度也会越高，排烟热损失就越大， 所以为了保证锅炉的经济运行，排烟温度的提高也就受 到了。 正常运行情况下，锅炉并不会引起管内腐蚀与结 垢。品质良好的给水中带有少量杂质，通过炉水处理成 为水渣或胶状物质，溶解在水中通过排污排出。当给 期 水品质不良时，炉水中的Ｆｅ、ｃｕ、Ｃａ、Ｍｇ￣１］ＳｉＯ：等杂 质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离出来附着 在管内表面，形成水垢，水垢的传热系数只有钢管的 １／２００，影响传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包 或破裂。锅炉受热面在停用时与不合格水或湿空气接 触，受空气ｔｏ：、ＣＯ：和ｓ０ 的影响会产生管内化学腐 蚀。在给水含氧超标时，也会使省煤器内壁产生点状氧 腐蚀。 ３．过热 过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和 金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所 以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后， 管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组 织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变 形，使用寿命明显缩短，最后导致超温爆破。因此，超 温导致过热，使设备安全系数降低，应严格控制蒸汽温 度的上限。 过热分长期过热和短期过热，长期超温爆管主要 发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面，低温 过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆 管。短期过热常发生在过热器的向火面，直接和火焰接 触及直接受辐射热的受热面管子上。 在制造、安装和检修中，如果出现管内异物堵塞 而造成工质流动不畅、断路、短路等情况，会导致受热 面的超温；运行中如果出现燃烧控制不当、火焰后移、 炉膛出口烟温高或炉内热负荷偏差大，燃烧不完全引起 烟道二次燃烧，减温水投停不当、管内结垢等情况，也 会造成受热面过热。 加强运行调整和监视，控制管壁超温是预防过热 的主要措施。 ４．焊接质量和拉裂 锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热 面的每一根管子都有多个焊口，一台大型锅炉整个受热 面焊Ｉ：Ｉ数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压 的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬 边、夹渣以及气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体 中，使基体被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作 用下微裂纹的尖端、未焊透、未熔合、咬边、夹渣以及 气孔等缺陷处的高应力逐渐使基杆开裂并发展成宏观裂 纹，最终贯穿受热面管壁导致泄漏事故。 皂 力胁 通 用 耱 所谓“拉裂”是指在锅炉经过多次起停后在管 ２．加强运行管理和炉水监督 运行人员要认真操作，按规程升降负荷。日常密 切监视“四管”报警情况，严防受热面超温，加强对管 壁温度的监视，减少管壁超温。燃料专业要加强人炉煤 快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供 依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风 粉量和过剩空气量，使煤粉在炉内充分燃烧。 保证制粉系统设备在最佳状态运行，严格控制煤 子一管子、管子一密封件、管子一刚性梁连接等部件之 间由于热胀冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿 能力的情况下管子产生的裂纹泄漏。这些部位炉外有保 温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发 现，也很难装设监测设备。 “拉裂”引起的漏泄所占比例较大，应认真检查 减少“拉裂”泄漏，预防拉裂主要是消除应力集中现 象。 粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中 心不倾斜，严格控制各部件的参数，严禁超标运行，加 四、燃煤锅炉“四管”泄漏的预防措施 锅炉“四管”泄漏的因素较多，必须针对不同的 强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保 证炉水品质合格等。 原因从运行、检修以及管理等方面采取预防措施。 １．加强检修管理，制订实施防磨防爆计划 目标 检修人员要自上而下提高认识，充分利用大、小 修对锅炉“四管”进行宏观检查，坚持“逢停必检”原 五、结语 燃煤锅炉“四管”泄漏是一个永恒的主题，是经 常性的工作，杜绝锅炉“四管”泄漏也是很难实现的， 故而防止燃煤锅炉“四管”泄漏是一项综合工程，是一 场持久战，锅炉自安装以后其许多设备是难于更改的， 只有结合现有设备的特点做好设备改造工作，及时消除 则，掌握锅炉“四管”长期运行中的规律，对设备腐 蚀、磨损、胀粗、鼓包以及应力集中等情况加强检查， 发现问题及时彻底地处理。 加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分 设备缺陷才能保证锅炉设备的安全可靠稳定运行，真正 实现稳发多供的电厂生产宗旨。 采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器 易吹薄的部位进行测厚检查，对过热器、再热器等易超 温的部位进行金相分析。加强“四管”附件的检查，如 雹 方 成烟气走廊。对检修焊口做好无损检测检验，把好焊接 参考文献 ［１］程绍兵，谭昌友．大容量锅炉高温受热面超温失效原 因及对策【ＪＪ．广东电力，２００４（２）． ［２】范从振．锅炉原理［Ｍ］．北京：中国水利电力出版社， 防磨瓦、管排卡子、防磨盖板和护板，整理管排严防形 逶 质量控制关。同时要提高检修水平，针对设备老化进行 用 受热面更换等技术改造。 ２００８．ＧＭ （收稿日期：２０１５／０４／２２） Ｇ Ｍ 上半年高技术制造业增加值同比增１ ０．５％ 工业和信息化部新闻发言人、总工程师张峰在 技术水平，我国重点行业先进产能比重快速提高，智能 制造、高速轨道交通、海洋工程等高端装备制造业产值 占装备制造业比重超过１０％，海洋工程装备接单量占世 界市场份额２９．５％，国产品牌智能手机的国内市场占有 率超过７０％。 ２ ０ｌ５年上半年工业通信业发展情况新闻发布会上指 出，２０ｌ５年上半年，我国高技术制造业增加值同比增 １０．５％，明显快于工业整体水平。其中，电子制造业增 长１０．８％，医药制造业增长１０．１％，软件及信息服务业 业务收入增长１７．１％，新能源汽车、工业机器人、高端 服务器等产量成倍增长。 与此同时，我国互联网产业规模不断扩大。据统 计，截至６月底，我国上市互联网企业总市值达４．７６万 亿元，同比增长９６．５％，有１２家互联网企业进入全球市 张峰介绍，为实施 中国制造２０２５）＞，工信部已 启动一批工业强基工程项目，批准实施了９４个智能制 造试点专项行动项目。通过加大技术改造和提升工业 值前３０强，创历史新高。 第８期Ⅵ７１ ２０１５￣籼 ｅｔｙｊｘ Ｃ￣． ． 用－）ＨＩ １●
