锅炉四管泄漏原因及防治措施

锅炉四管泄漏原因及防治措施

[摘要]电厂锅炉“四管”的可靠运行和发电机组的安全经济稳定运行有着密切的联系，一旦发生“四管”泄漏，只能被迫停炉抢修，通过对“四管”设备的分析，提出针对“四管泄漏”的防治的一些想法。

【关键词】锅炉；四管；泄漏；防治；产生原因

1.原因分析

“四管”是指锅炉本体范围内的承压管件中的省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管“四管泄漏”是指以上四种锅炉本体承压管件由于过热、腐蚀、磨损等原因引起的泄漏、破裂或者爆管等。

造成四管泄漏、爆管的原因主要有以下几个方面：①运行中的磨损。②高温腐蚀。③由给水品质等引起的管内腐蚀。④长期的超温运行。⑤运行环境的影响。

⑥检修、安装质量的影响。

1.1 磨损是锅炉”四管”泄漏的主要原因之一

磨损泄漏爆管主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器等烟温较低的尾部受热器上及喷燃器火嘴附近的水冷壁弯管。省煤器是很密集的管排，烟气在其中有较高的流速。如果炉烟中含有较多的灰粒，或在启动锅炉的过程中由于燃烧不完全而使大量煤粉随炉烟跑向尾部，都会加剧省煤器的磨损速度。低温过热器、低温再热器的磨损一般发生在局部位置，对Π型布置的锅炉来说，靠炉坡墙的管子、管子的穿墙部位、管子弯头、管子与梳形卡的接触部位等处都可能存在磨损现象。

（1）磨损的机理：煤粉炉的烟气带有大量飞灰粒子，这些飞灰粒子都有一定的动能，当烟气冲刷受热面时，飞灰粒子就不断的冲刷管壁，每次都从管子上削去极其微小的金属屑，久而久之，就会使管壁变薄，这就是磨损。

（2）影响受热面磨损的因素很多，主要有以下几个方面：①飞灰速度：磨损量和飞灰速度的三次方成正比，烟气流速每增加一倍，磨损量要增加7倍。②飞灰浓度：飞灰浓度增大，飞灰冲击次数增多，使磨损加剧。③灰粒特性：灰粒越粗，越硬，磨损越严重。飞灰中含碳量增加，也会使磨损加剧，因为灰中焦碳的硬度比灰粒要高。④飞灰撞击率：飞灰颗粒大、比重大、烟气流速快、烟气粘度小，则飞灰的撞击机会就多，磨损就严重。

1.2 受热面高温氧化腐蚀也是引起四管泄漏的一个重要原因

过热蒸汽器、再热蒸汽器在高温、应力、腐蚀介质下长期工作，管子外壁受高温烟气的冲刷腐蚀，产生高温烟气氧化腐蚀；管子内部受流动过热蒸汽温度和压力的作用，产生高温蒸汽氧化腐蚀，这样，在内外腐蚀作用下，受热面管材过热、变薄、老化，直至失效爆管。烟气侧的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，高温腐蚀主要是硫酸盐型高温腐蚀。锅炉在运行中，管壁中的铁与氧反应生成一层很薄的氧化铁，该氧化铁对管壁具有保护作用，但是，如果在过热蒸汽器、再热蒸汽器烟气侧产生硫酸盐型高温腐蚀，就会破坏这层稳定的氧化铁保护层，管壁会因腐蚀而变薄，造成受热面失效。硫酸盐型腐蚀多发生在550～710℃的温度下，其中在650～700℃的温度下腐蚀最强烈。

1.3 锅炉给水中含有杂质使受热面结垢引发爆管泄漏

因为水中含有能结垢的物质-钙、镁盐类。产生了一系列的物理、化学变化。某些钙、镁盐类受热生成难溶的沉淀物；水温升高后，某些具有负溶解度的盐溶

解度下降达到一定程度-过饱和状态后能从水中直接析出；水不断蒸发、浓缩，含盐浓度增大，超过饱和浓度后，也将沉淀析出。所析出的沉淀物可能有两种形式：一种是牢固地粘结在受热面内壁上，形成质地密实的沉积物-水垢；一种是悬浮在水中的松散沉淀物-水渣。某些水渣极容易粘附在水流缓慢或停滞的管子内壁上，经高温烘焙后，常转变成水垢。由于水垢的导热系数比钢材小几十到几百倍。所以管壁结垢会严重地阻碍传热。使受热面金属壁温升高而过热，以至烧坏爆管。

1.4 长期超温运行也是锅炉”四管”泄漏的重要原因

锅炉受热面长期在高温中运行，会使金属的金相组织发生有规律的变化，显微组织经历一个动态变化过程，主要表现为碳化物的变化。长期在高温形态下工作，碳化物形态从未球化到球化，最后形成蠕变孔洞和蠕变孔洞链，出现明显蠕变损伤特征。

1.5 管子制造、安装、检修焊缝的质量是锅炉”四管”爆漏的又一大原因

安装、检修焊接质量问题造成焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降等，如焊口的咬边、满溢、焊瘤、内凹（塌腰）、未焊透、夹渣、气孔、裂缝（包括热裂缝、冷裂缝和再热裂纹等），致使焊口处成为薄弱部位而造成爆管。异种钢焊接部位也是易造成爆管的部位，会在焊接接头处因热胀差发生环向的破裂。水冷壁管的泄漏部位主要就发生在焊口位置。停炉检修中更换水冷壁管，一般对管子的焊口比较重视。但对鳍片管的焊接质量容易忽视，认为鳍片单面焊接就可以。更换水冷壁管后，对鳍片仅进行单面焊接，在锅炉运行后，由于水冷壁管与鳍片的膨胀系数不一样，容易造成水冷壁拉裂。

1.6 运行环境的影响也促使锅炉”四管”易泄漏

（1）机组的频繁启停、负荷率低，造成机组炉管和焊口金属疲劳，增加锅炉的爆漏几率。

（2）火焰中心调整不恰当。一、三次风冲刷水冷壁管炉墙，管子减薄而发生爆管泄漏；火焰中心偏低，造成炉底温度高，一方面容易过热，另一方面也易产生炉底漏渣，从炉内漏出的高温炉渣包覆在底部水冷壁管与定排管上，使水冷壁炉底管、定排管形成短期超温过热，从而引起水冷壁炉底管和定排管的爆管泄漏。

（3）停炉后快速冷却的影响。因目前电力形势的紧张，锅炉发生“四管”泄漏后均要求进行抢修，有时为了抢检修时间，不得不在停炉后进行快速冷却，使管子承受巨大的热应力，几次下来，造成锅炉炉管的材质性能下降，有些虽然现在还没有显出来，还给锅炉”四管”留下了隐患。

1.7 其他原因

（1）防磨盖板脱落尾部受热器的前几排管子直接地受到烟气灰粒的冲刷，因此前几排管子的磨损较后面管排严重；局部位置的防磨盖板因固定方式不正确（直接点焊于管子上），防磨盖板与管子的膨胀量不一致，在运行中易发生变形、脱落，未得到及时的恢复完善，受热面管子受烟气的直接冲刷磨损（称飞灰磨损）而减薄管壁，及至发生爆管。（2）机械磨损管排固定装置的松动、脱落也会造成”四管”泄漏。如固定受热面管子的拉钩、管卡、管夹管松动脱落，使管子与管子之间、管子与管夹管之间互相碰撞、磨擦而磨损。当管壁减薄到一定程度时，在内压的作用下，管子发生爆破。2.防止四管泄漏的措施

以上分析了产生四管泄漏的原因，下面我们将因病施治，针对产生的原因，提出预防的措施。