浅谈某电厂#1炉“四管”磨损的原因及防范措施

曹 涛

大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008

浅谈某电厂#1炉“四管”磨损的原因及防范措施

曹 涛

大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008

火力发电厂中，锅炉“四管”的安全稳定运行，直接与发电机组的安全稳定经济运行联系在一起。火电机组一旦发生“四管”泄漏就只有采取强迫停炉，进行抢修，严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。结合我厂近年来的成功经验提出了防止锅炉“四管”防磨防爆的综合技术措施，简要分析了洛河火力发电厂#1炉小修中锅炉“四管”防磨防爆的出现的原因及防范措施。

锅炉“四管”；防磨；防爆；泄漏

1 概述

#1炉于2010年02月19日小修，共计14天。“四管”防磨防爆是长期困扰火电厂安全生产的一大难题，因其引发的事故率高，对发供电和技术经济指标影响很大。据统计，2009年全厂造成停炉共计10次，其中#1炉“四管”泄漏2次，2次造成机组停炉，共计占总数的20%，2010年到目前造成停炉共计2次，其中#1炉“四管”泄漏1次，共计占总数的50%。#1炉于1985年投产，运行时间较长，设备老化较为严重，且常年燃用劣质煤，锅炉设备磨损严重，“四管”爆漏频繁。针对#1炉的“四管”实际情况，防磨防爆采取相应的对策及防范措施，减少了“四管”泄漏的发生。

2 现状

#1炉投产于1985年，至今已运行接近26年。26年中，机组经过多次小修、5次大修和1次改造。其中，在2001年进行改造中更换低温再热器、部分包覆炉墙、水冷壁、部分高温过热器和高温再热器，低温过热器和省煤器未进行改动。长时间运行，设备老化、材质疲劳较为严重，新老设备交叉，且常年燃用劣质煤，锅炉设备磨损严重，是造成“四管”泄漏的主要原因。

表1 2010年#1炉“四管”泄漏统计表

3 存在问题及分析

“四管”泄漏的主要原因是金属管壁超温、飞灰磨损、管外管内腐蚀、结构设计不周和检修质量不良等都会造成过热器、再热器故障，从而使可靠性降低。爆管往往是由多种机理共同引起的，锅炉不同部位的受热面，由于受热条件不同，发生爆管的主要原因也不同。

美国电力研究院对锅炉爆管机理的分类见表2。

表2

（1）#1炉四管防磨防爆检查检查出的部分重大缺陷照片

1）水冷壁

2）省煤器

3）包覆过热器

4）低温过热器

5） 低温再热器

6）高温再热器和高温过热器

（2）针对问题分析原因

1）后墙水冷壁迎火面部分管壁防磨瓦上端磨损严重

水冷壁自1985年投产以来运行至今已有26年，严重超出其使用寿命。2001年技改中，省煤器未进行改动，长周期运行，后墙水冷壁磨损较为严重。其原因是高温过热器和高温再热器管排错排较为严重，从而使炉膛过来的烟气方向和速度不均并受到破坏，造成后墙水冷壁迎火面部分管壁防磨瓦上端磨损严重。

2）省煤器管排磨损严重

省煤器自1985年投产以来运行至今已有26年，严重超出其使用寿命。2001年技改中，省煤器未进行改动，长周期运行，使管排管壁材质严重老化和材质疲劳，再加上管排稠密和烟气流速过快造成严重磨损（近期使用的煤质差），管壁最薄达到2.3cm(设计32×4.5 mm)。

3）包覆过热器上下联箱短节焊缝泄漏及侧墙管壁碰损严重

包覆过热器管排于2001年技改中更换，上下联箱未进行更换，已连续运行26年。在26年中，因包覆过热器上下联箱短节焊缝造成多次泄漏（但未因泄漏造成“非停”）。设备长周期运行，使管排管壁材质严重老化和材质疲劳，再加上前后墙联箱为双联箱（前后墙联箱不联体，并且侧墙和前后墙联箱），当烟气在尾部受阻产生涡流时，造成炉墙震动，第一个受害的就是包覆的上下联箱短节焊缝。长期震动使联箱短节焊缝硬度降低，并产生短节管壁内存在裂纹。低温过热器高温断底部弯头处采取焊接阻流棒（离包覆墙壁间距为300mm），其主要用途为减缓上部顺侧墙流下烟气对自身弯头部位及下部管排的磨损。但在机组运行中，低温过热器自身膨胀及烟气走廊受阻产生涡流造成炉墙震动，从而使阻流棒碰撞包覆炉墙，造成炉墙管壁碰损严重。

4）低温过热器低温段侧墙弯头防磨瓦磨通

低温过热器1985年投产以来运行至今已有26年，严重超出其使用寿命。2001年技改中，低温过热器未进行改动，长周期运行，使管排管壁材质严重老化和材质疲劳，再加上管排稠密和烟气流速过快造成严重磨损（近期使用的煤质差），特别是弯头处。为确保设备安全，采取措施 ①在调停中，进行全面检查，并利用大小修时间，对管排进行彻底拔排检查；②拆除阻流棒，在设备上处增加均流孔板；③对磨损部位进行冷喷涂，从而延缓管壁受烟气磨损寿命；经过多方举措，机组已连续多年也未因省煤器出现出现泄漏造成“非停”。

5）低温再热器底部内弯磨损

低温再热器于2001年技改中更换，在2007－2008年中，因管排受烟气磨损造成4次泄漏。为确保机组安全运行，2009年年初，利用机组调停，对低温再热器进行彻底地割排检查和检修，目前已连续运行2年。低温再热器底部内弯防磨瓦磨通是因折烟角处高温过热器和高温再热器管排定位装置损坏及管排错排严重，使烟气流速到达尾部（低温再热器高温断）时不均匀，烟气受包覆墙阻碍向下冲刷造成弯头磨损严重。

6）高温再热器和高温过热器管定位装置损坏严重

高温过热器和高温再热器于2001年技改中更换管屏，并于2007年更换管排定位装置。折烟角处温度是炉内的最高温度（应该在1200℃左右），由于更换后的定位装置在承受的硬度和温度上存在差异。从而造成定位装置长期处在高温下烘烤直至严重损坏。

4 防范措施

2010年，结合#1炉机组检修，在积极开展压力容器和金属监督工作的同时，加大“四管”防爆的应对措施、设备技术改造、抓好承压管的焊接工作、严格考核等措施，取得了一定的效果。#1炉上半1小修，在防磨检查中，查出缺陷1350条，其中重大缺陷16条，从而为确保机组安全运行做出了应有的贡献。

具体改造情况如下：

1）后墙水冷壁

①后墙水冷壁迎火面部分管壁防磨瓦上端磨损严重；

②在调整高温过热器和高温再热器管排的情况，确保烟气正常流通；

③对磨损超标的进行更换，磨损轻微的增加防磨瓦，最后全面进行扎钢磨网和冷喷涂。

2）省煤器管排磨损严重

①利用小修，对管排进行彻底拔排检查；

②在炉墙前后墙增加均流孔板，减缓烟气流速对管壁的磨损在调停中；

③对磨损部位进行冷喷涂，从而延缓管壁受烟气磨损寿命。

3）包覆过热器上下联箱短节焊缝泄漏及侧墙管壁碰损严重

①在调停中，进行全面检查，并利用大小修时间，对上下联箱短节进行打磨着色检查，发现问题及时采取打磨补焊或更换；

②对前后及两侧墙双联箱进行联体，消除其尾部产生涡流因联箱间存在隙存引起的炉墙震动；

③对上下联箱短节进行更换；

④对阻流棒垂直的包覆炉墙管壁处增加防磨瓦；

⑤拆除阻流棒，在设备上处增加均流孔板。

4）低温过热器低温段侧墙外弯头防磨瓦磨通

①对管排进行彻底拔排检查，对损坏的外弯防磨瓦进行揭除检查和更换；

②在高温断离弯头处约200 mm处增加均流孔板，减缓烟气流速对弯头地冲刷；

③为确保内弯头安全运行，对内弯头进行冷喷吐和增加防磨瓦。

5）低温再热器底部内弯磨损

①在高温断离弯头处约200 mm处增加均流孔板，减缓烟气流速对弯头地冲刷；

②对管排进行彻底拔排检查，对损坏的内弯防磨瓦进行揭除检查和更换；

③为确保内弯头安全运行，对内弯头进行冷喷吐和增加防磨瓦。

6）高温再热器和高温过热器管定位装置损坏严重

①拆除损坏的定位装置，全面检查，更换定位装置；

②整定管排，确保折烟角烟气正常流畅；

③对高温再热器和高温过热器进行冷喷涂。

由于我电厂对“四管”防磨防爆检查处理采取了上述有力措施，目前＃1炉从小修后安全连续运行至今，从而取得了良好的效果。

5 结语

在火力发电安全生产过程中，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用。由于锅炉“四管”泄漏和爆管事故必须停炉消缺，所以锅炉“四管”安全运行与否是整个火力发电安全生产的重中之重。锅炉“四管”检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取逢停必检（逢停必检要真正做到冲灰检查）及“应修必修、修一保一、修必修好”的态度，才能保证锅炉“四管”设备的安全。锅炉“四管”的安全，关键在于我们投入多少人力、花多少时间。只有切实做好“四管”防磨防爆工作，锅炉机组的安全稳定运行才能得到保证。

[1]尹民权 等，DG-1000t/h炉水冷壁爆漏原因浅析，山东电力技术，1999.5

[2]黄继革，顶棚过热器大面积过热胀粗和处理，四川电力技术，2000年第4期

[3]樊建人等著，锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算.科学出版社。

[4]王铣庆等著，锅炉及辅助设备，劳动人事出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.052

曹涛（1976年7月），学历：研究生，职称：工程师，职位：锅炉点检长。

从事工作简介：在这二十多年的工作中，通过不断的自我理论和实践学习，精通锅炉所有静机设备检修，解决了现场设备大量的技术难题，完成了多项技术改造并改进了几项检修工艺。提出数项技术革新和合理化建议并取得了较高的经济效益和社会效益。为适应点检定修这一新的管理模式，从计划性检修向状态检修转变，编制了点检定修四大标准并逐步实施，现场设备运行状况逐步好转至良好，避免了多次因辅机故障而使机组将出力的现象。经过长期总结和分析把握了锅炉“四管”、阀门设备的故障类型、故障点，大致掌握了系统设备的劣化周期，提出并实施了有针对性的预防措施。如：大风箱与水冷壁连接筋板处多次泄漏；#1-4炉下水包处水冷壁水平段频繁泄漏改进；省煤器出口烟道支撑防磨；“四管”的防磨等，从而降低了“四管”泄漏次数，并大大延长了设备的使用寿命。根据设备厂家说明书和图纸并结合现场实际情况，编制了锅炉静机设备给油脂标准，定期补充设备的润滑点，近几年来，“四管”泄漏次数逐年下降。