关于锅炉“四管”泄漏的探讨

安全管理编号：LX-FS-A60999 关于锅炉“四管”泄漏的探讨

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关于锅炉“四管”泄漏的探讨

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引言

为了防止锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器（简称四管）泄漏，减少锅炉非计划停运次数，提高锅炉运行的安全性和经济性，我们应坚持“预防为主”的方针，摸索“四管”爆漏的特点和规律。分析查找“四管”泄漏的影响因素并且制定有效的防范措施和改造方案，使锅炉处于良好的运行状态，最大限度地减少“四管”泄漏次数。

1 “四管”泄漏原因分类

通过查阅石横发电厂以前关于“四管”泄漏的设备台帐及防磨防爆检查记录，并结合有关防止“四管”泄漏的技术资料，我们对影响“四管”泄漏的原因进行了统计分类，认为影响锅炉“四管”泄漏的原因有以下几方面，并且对各类原因进行具体的分析讨论：

(1) 应力集中

(2) 超温爆管

(3) 吹灰器吹损

(4) 机械磨损

(5) 飞灰冲刷

(6) 焊工的焊接质量

2 “四管”泄漏原因分析及解决措施

2.1 应力集中

2.1.1 原因分析

产生应力集中主要是由于锅炉结构及机组启动中升温升压速率控制不好等原因造成的。在锅炉下部前后拱及左右侧墙之间的结合部分在锅炉启停过程中会发生膨胀不畅造成应力集中，拉裂管子。另外由于煤质原因使锅炉结焦严重，大焦下落使渣斗内的温度相对较低的水，被溅到底部水冷壁管壁上，造成该区域管壁热应力集中；机组负荷变化，炉膛热负荷变化速度大，使底部水冷壁产生热应力；机组启停炉时，炉膛内升降温速度过快，使水冷壁产生热应力。三种热应力的综合作用，使该区域的应力达到峰值，长期作用在此应力下就极易引发泄漏。

2.1.2 措施

每次检修时对水冷壁前后拱和左右侧墙的结合区域及渣斗上方人孔门处进行仔细检查，检查工作主要包括：宏观检查水冷壁四角因膨胀不畅而易拉裂的部位；并对渣斗上方人孔门及前后拱容易产生热应力的区域用测量应力的仪器进行测量，检查应力集中是否超标；每次锅炉启动中做好水冷壁的膨胀记录，判断膨胀是否正常。

2.2 超温爆管

我厂#1、2炉再热器曾经多次发生超温泄漏事故，且发生部位大多集中在炉膛的右侧。通过与上锅厂技术人员的共同协作，分析得出影响再热器超温爆管的以下几方面原因：

a. 炉膛出口处左右侧的烟温偏差，引起再热器超温爆管。

b. 12Cr2MoWVTiB(钢研-102)材质问题。

c. 再热器受热面面积过多。下面对以上三条原因略作分析。

2.2.1 对于炉膛出口处的左右侧烟温偏差

（1）原因分析

对四角切向燃烧锅炉来说，在炉膛内形成的旋转上升烟气流在到达炉膛出口进入水平烟道时，烟气流将由旋转运动变为直线运动，此时气流将以原旋转圆周的切线方向进入水平烟道内，这就使烟气流偏向于烟道的某一侧，形成了水平烟道左右侧的烟温偏差，从而导致左右侧的屏再和末再的巨大吸热偏差。对于逆时针的切向燃烧锅炉来说烟气流往往偏向水平烟道右侧，使右侧的烟气量和烟气温度均高于左侧，导致右侧传热强度高，传热温差大、使右侧受热面的吸热量增强，造成右侧汽温和管子金属壁温高于左侧，并最终导致右侧末再频繁超温爆管。

另外，一次蒸汽与二次蒸汽对温差热敏感性不同。一次蒸汽平均每吸收1 kcal/kg热量，温度升高为0.78℃，再热蒸汽平均每吸收1 kcal/kg热量，温度升高1.78℃。一、二次蒸汽二者相比，同样吸热1 kcal/kg热量，再热蒸汽温度变化要比过热蒸汽高2.3倍，因此当吸热量发生变化时，二次蒸汽温度的变化幅度远比一次汽大得多，二次汽对热偏差的敏感性亦比一次汽强得多，加上二次汽的对流放热系数较一次汽低，使再热器受热面金属壁温更高，更易产生超温爆管问题。控制循环锅炉由于调温需要，不得不将再热器布置于炉膛出口处，亦就是把对热偏差最敏感的再热器设置在烟温偏差最大的炉膛出口处，这是造成锅炉左右侧再热汽温巨大偏差从而导致再热器超温爆管的主要原因之一。

（2）措施

锅炉右侧的偏烧现象由于切向燃烧锅炉设计形式不能改变，偏烧不可避免的地存在，因此只能从管子材质方面着手考虑，即采用高规格管子材质，提高管子的耐温性能。经调研，在吴泾、沙角、嘉兴、外高桥工程的1025t/h锅炉上，以及其后的一大批配300MW机组的1025t/h锅炉上，均已广泛地采用了SA213 T-91 材料以取代12Cr2MoWVTiB材料，并且没有发生过再热器超温爆管事故，证明SA213 T-91 材料完全能胜任这一高温部件的工作。因此可以将我厂末再12Cr2MoWVTiB材质更换为TP304H（最外圈）和SA213-T91（其余各圈）材质。

2.2.2 对于12Cr2MoWVTiB材质问题

（1）原因分析

早在六十年代初，为使我国电站锅炉制造事业向