燃煤火电厂锅炉“四管”爆漏原因及预防

2013-04-08朱卫兵

山东电力技术 2013年3期

关键词：焊口吹灰飞灰

朱卫兵

（华能济宁运河发电有限公司，山东济宁 272100）

0 引言

在燃煤火电厂，因锅炉“四管”爆漏造成的发电机组停机事故，给电厂的安全、经济运行带来严重危害，防止锅炉“四管”爆漏，对于企业提高经济效益、树立良好形象、增强市场竞争力，有着特别重要的作用。

1 锅炉“四管”爆漏原因分析

1.1 磨损

煤粉锅炉受热面的磨损是“四管”爆漏的主要原因。磨损分为飞灰磨损和机械磨损，飞灰磨损是携带大量灰粒的高速烟气通过受热面时，粒子不断冲击管壁，每一次冲击都从管道上削掉极微量的金属，从而使受热面管壁逐渐变薄。飞灰磨损主要出现在锅炉烟道内，其主要受烟气流速、飞灰浓度、灰粒特性和管束结构等因素影响。在运行中，机械磨损不常见，但也时有发生，当受热面管道未固定牢发生振动，产生碰撞磨损，造成漏泄。

2011年，电厂运行操作人员发现6号炉给水流量和蒸汽流量偏差大，一侧排烟温度不正常降低，锅炉“四管”泄露检测装置已发出泄露报警，停机发现省煤器管道因磨损严重爆破。2012年，运行人员巡检时听到5号炉前墙水冷壁短吹灰器附近有“嗤嗤”的漏汽响声，经停炉检查发现吹灰器下部一根水冷壁管道因长时间冲刷爆漏。

1.2 过热

锅炉受热面过热也是导致“四管”爆漏的一大因素，其影响主要表现在管材内部组织在极限温度下发生变化，应力降低，产生塑性形变，导致管壁超温破裂。因此，在锅炉运行过程中，应严格控制主、再蒸汽温度，防止汽温、汽压超上限。

过热又分为长期过热和短期过热。长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管道发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管道的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。这主要是由于锅炉燃烧调整不当、火焰中心上移、炉膛出口烟温升高、煤粉燃烧不充分造成烟道二次燃烧，加之减温水投停不当、管内结垢等情况都会造成受热面过热。短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降，在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象。常因管内工质受阻造成流动不畅，导致受热面局部超温。2007年，1号锅炉大修时改造更换了再热器，在机组启动后运行不久就发生爆管事故，停炉后经检查发现管内有异物导致管道过热爆破。

1.3 焊装质量

焊装质量不过关也是造成“四管”爆漏的重要原因。锅炉受热面管道内部流动着高温、高压的介质，对焊口焊接质量的要求很高，一台锅炉焊口很多，加之如果焊口出现未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等问题，将会使之发展成裂纹导致爆漏事故。焊材质量、结构应力和焊工技术水平是产生焊接缺陷的主要原因。

2008年，5号炉后包覆侧墙有轻微烟气喷出，异常情况出现后，经专业人员判定为锅炉泄露，申请停炉后发现墙式再热器一管道焊口处有一砂眼，断定为焊口处有气孔所致。

1.4 拉裂

锅炉经过多次点火和停炉后，由于受热面管道与其连接的其它部件之间由于材质不一，膨胀程度不同，导致管道在拉力的作用下产生裂纹漏泄，这主要表现在管道与管道、管道与刚性梁、管道与密封件之间的拉裂。为了避免拉裂，可以在其之间添加过渡装置，把管道与其它部件隔离开，使管道有一定的自我补偿能力。

5号炉在2012年的一次启动中，2号角喷燃器鳍片与水冷壁的连接处发生拉裂，造成水冷壁泄漏。

1.5 管道外侧的烟气腐蚀

管道外侧的烟气腐蚀又分为高温腐蚀和低温腐蚀。这主要是燃煤中所含的硫在一定条件下对金属管壁造成的腐蚀。高温腐蚀主要表现在水冷壁、过热器、再热器；低温腐蚀则表现在省煤器、空气预热器。

1.6 管道内侧的水、汽腐蚀

近年来，因水、汽腐蚀引起受热面爆漏事故有增无减，主要是小容量的机组备用时间长，养护跟不上，受热面与不合格水或湿空气接触，产生管内化学腐蚀。有的甚至是给水品质不良，炉水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等杂质附着在管内表面，形成水垢，水垢的传热效果极差，使壁温上升，导致管壁过热鼓包或破裂。

2号炉在2011年停炉检查时发现水冷壁管壁大面积起包，经分析断定为因炉水品质不合格导致管壁化学腐蚀，为以防爆漏提前更换全部水冷壁。

2 锅炉“四管”爆漏预防措施

加强检修管理，及时检查处理。防止锅炉“四管”泄漏，首先应从加强检修管理入手，利用大修机会有计划的对锅炉受热面其附件进行全面检查，对磨损、胀粗、热腐蚀严重的管道及时更换，对易磨损区域喷涂防护材料，增强其耐磨性能；利用小修或停机备用机会重点对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位跟踪检查，发现问题及时彻底地处理。

狠抓检修质量，确保焊接合格。检修中必须加强焊工管理和焊接工艺的监督、评定，把好焊接质量控制关。提高焊接质量根本措施是对焊工进行培训，在搞好专业技术培训的同时还应该加强责任心教育。

加强运行管理，严防超温过热。运行人员要按规程认真操作，根据机组启动或负荷曲线升降负荷，严格控制各参数，避免超温超限，防止锅炉产生大的热应力；加强锅炉的燃烧调整，根据机组负荷和入炉煤分析报告及时调整一、二次风，风粉比例和氧量，减少热偏差；合理吹灰打焦，防止局部过热超温；加强运行人员培训，提高调节控制水平。

加强炉水监督，防止炉内腐蚀。加强化学运行管理，定期化验给水、炉水和各饱和蒸汽，按规定进行连续排污和定期排污，及时除去水中的固形物，保证汽、水品质合格；做好锅炉备用期间的防腐保养。