锅炉四管爆破

浅谈电厂锅炉“四管”泄漏、尾部漏风和堵灰的原因及防治对策

罗云柱(宜宾发电总厂) 125.71.27.27 2006-11-22 00:00:03.0

摘要：锅炉“四管”指省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管，一旦泄漏，将造成巨大经济损失。尾部受热面漏风和堵灰可能严重降低锅炉出力，降低经济性。本文总结了宜宾发电总厂锅炉“四管”泄漏、尾部漏风和堵灰的原因和处理对策。

关键词：锅炉“四管” 泄漏漏风堵灰原因对策

0 引言

锅炉“四管”工作环境恶劣，一旦泄漏，巨大损失。同时，尾部漏风和堵灰也不容忽视。正确处理这些问题，有利于提高火电厂安全经济性。

1 析“四管”泄漏原因

“四管”泄漏原因一般分为拉裂、过热、焊接质量、磨损、管材原始缺陷、腐蚀、吹损等七大类。宜宾发电总厂“四管”泄漏的主要原因是拉裂、过热、焊接质量、磨损、腐蚀。

1.1 拉裂

炉侧包墙过热器联箱、低温过热器入口联箱、低温省煤器联箱管插座与支管焊缝，原设计均为插入式焊接，在管插座内壁留下环状应力集中部位，这些部位对交变热应力适应能力差，热敏感性强，随着设备逐渐老化，容易拉裂。在启、停炉或调峰过程中，负荷变化速度快，受热面膨胀收缩不畅，会引起更多拉裂或微小隐患。

侧包墙过热器与侧墙水冷壁鳍片焊缝处拉裂泄漏。这是由于两者内部介质温差较大，两者膨胀量差异较大，鳍片产生较大内应力，鳍片焊缝被拉裂；二是受热面管屏膨胀不畅，管插座与联箱连接处比较薄弱，此处角焊缝被拉裂。

由于电力紧缺，调度部门要求尽可能缩短“四管”泄漏抢修时间，停炉后被迫快速冷却，“四管”性能严重

下降，当时未表现出来，但已留下隐患。

1.2 过热

过热是受热面温度超过该金属许用温度，其显微组织发生了变化，出现珠光体球化、石墨化和热脆性等，其许用应力大大降低。这时，管子在高温高压作用下，容易产生塑性变形和蠕变而爆管。

炉膛出口左右烟温偏差一般达30～50℃，最高达80～100℃，已造成全大屏和后屏过热器一定程度结焦，管子容易超温，缩短寿命或直接损坏。烟温和烟气流量偏差大的原因：一是运行人员缺乏先进的调整手段，火焰中心偏向某一侧，该侧烟温和烟气量都偏大；二是经常低负荷调峰运行，烟温随烟速下降而降低，造成低温空气预热器积灰严重，积灰少的一侧烟气量偏大，烟温偏高。历次停炉检查，甲、乙侧积灰程度差别很大。

炉的屏式过热器局部超温已出现4～5级球化。究其原因：一是大量使用严重偏离设计煤种的小窑煤，燃烬时间增加，屏式过热器处烟温明显增高，屏过长期严重挂焦，造成管子过热；二是两炉原先均为有渣位炉底，均改为无渣位炉底，喷燃器标高随炉底升高而提升了350mm，缩短了炉膛燃烧高度和水冷壁吸热高度，屏过烟温升高，造成管子过热。

炉屏式过热器大弯外弧向火面发生爆漏，爆口长120mm，最宽处30mm，最小壁厚4.1 mm，最大胀粗5％，减薄和胀粗不明显，呈粗糙脆性断口，内、外壁氧化皮较厚，分别呈黑色、棕红色。爆口形状符合长时过热爆管特征。

1.3 焊接质量

焊口缺陷包括未熔合、未焊透、气孔、砂眼、夹渣、裂纹、严重咬边等，致使焊口成为薄弱部位而爆管。

#3炉低温省煤器全抽管排大修，采用全氩弧焊，但运行5个月，甲、乙侧管插座与支管焊口各有一道仍然泄漏。焊缝探伤虽合格，但无法对沿着管子径向的缺陷长度做出评判，容易对那些细长的、几乎达到贯穿性的气孔缺陷做出合格的评定。

电厂锅炉发生过多次焊口泄漏。究其原因：一是管内外介质腐蚀促使气孔缺陷扩展到表面，形成穿孔；二是焊口夹渣，酸洗后夹渣被酸液溶解；三是锅炉虽未酸洗，但运行时间长，焊缝夹渣被炉水溶蚀。

磨损分为飞灰磨损和机械磨损，以飞灰磨损为主。飞灰磨损主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器等烟温较低的受热面上。磨损的主要原因：

1.4.1防磨盖板脱落

尾部受热面的前几排管子直接受烟气灰粒冲刷，其磨损较后面管排严重。少数位置防磨盖板固定不牢，或直接点焊于管子上，两者膨胀量不一致而脱落，管子受烟气冲刷磨损。

1.4.2局部烟速过高

管夹烧损变形后，管排散乱，促进管排积灰，在管排之间形成烟气走廊，局部烟速过高，加快管子磨损。

1.4.3炉墙密封不严

穿墙管在穿墙处密封不严，漏入冷风与烟气混合形成涡流，造成漏风部位管子局部磨损。漏风还造成烟气流量、流速增加，加速后面管排磨损。

1.4.4煤质变化

电厂燃煤严重偏离设计煤种，发热量低、挥发份低、灰份高，着火较迟，燃烧不完全，烟气飞灰浓度和硬度增加，加剧管排磨损。

1.4.5炉型影响

电厂锅炉均采用Π型布置，烟气必须90°转向进入尾部烟道，大部分烟气流向炉后烟道，而炉前烟道烟速较低，受热面易积灰, 加大局部磨损。每次检查低温预热器，炉前堵灰量明显多于炉后。

1.4.6带粉气流贴墙

一是火焰中心偏离，带粉气流贴近某侧水冷壁，形成冲刷；二是喷燃器一、三次风火嘴烧损变形或挂焦严重，带粉气流贴墙，冲刷附近水冷壁管。电厂#2炉一次风火嘴局部磨穿，气流从穿孔处射出冲爆水冷壁管。

1.4.7机械磨损

固定受热面管子的管卡、夹屏管松动，使管子之间互相磨擦而磨损。

一是母材缺陷。电厂#22炉前墙水冷壁标高31.7m处爆漏，爆口长约50mm、最宽处约10mm，爆口较粗糙，无胀粗，也无冲刷和高温腐蚀，金相组织正常，无珠光体球化，判定为管材原始缺陷。

二是错用管材。电厂建厂初期曾错用管材。长期以来，发电总厂坚持新管使用前作光谱分析，防止了错用管材。

1.6 腐蚀

腐蚀分为水侧腐蚀和火侧腐蚀。水侧腐蚀有：给水含氧量超标产生的氧腐蚀；水处理系统漏进酸、碱或其它药物引起的各种腐蚀。

火侧腐蚀又分为低温腐蚀和高温腐蚀。低温腐蚀发生在低温受热面上，主要是低负荷运行或局部漏入冷风，使排烟温度低于烟气酸露点，烟气中SO2 和SO3 与水蒸汽反应生成亚硫酸和硫酸，腐蚀管壁。高温腐蚀也称高温氧化，主要发生于水冷壁、过热器和再热器迎火面。高温氧化使管子表面形成FeO、Fe3O4和Fe2O3组成的三层保护膜，质地致密的Fe3O4对金属表面有很好的阻止继续氧化的保护作用。但是，电厂锅炉一般燃用含硫量较高的劣质煤，金属材料与硫反应生成硫化物，金属表面就不会形成具有保护作用的氧化膜，加速氧化腐蚀。黄桷庄电厂燃用高硫煤，炉共发生6次高温腐蚀爆管，1次发生在前炉底，其余5次都发生在前墙炉底弯头。

1.7 吹损

吹损可分为爆漏吹损和吹灰吹损。爆管后，由于漏点太小，未及时发现，泄漏出来的高速介质冲坏邻近管子，扩大“四管”泄漏范围。电厂#21炉低过泄漏，冲坏5根相邻管子。电厂#22炉前墙水冷壁爆漏，相邻管子2根冲穿，11根冲薄。

电厂吹灰器使用汽机三段抽汽，压力高，管孔小，流速高，运行中曾发生机械卡涩，管子受到吹损。

2 尾部漏风和堵灰原因分析

尾部漏风和堵灰一般不会导致停炉，对安全生产影响相对较小，往往被忽视或重视不够，整治力度不大。但是，漏风和堵灰对火电厂经济效益影响甚大，造成机组带负荷能力下降，厂用电和供电煤耗增加，烟温低于酸露点，尾部受热面发生低温腐蚀。