火力发电厂锅炉防磨防爆综合分析

魏志瑞

（中电投协鑫滨海发电有限公司，江苏盐城，224000）

火力发电厂锅炉防磨防爆综合分析

魏志瑞

（中电投协鑫滨海发电有限公司，江苏盐城，224000）

锅炉是火力发电厂生产过程的三大主要设备之一。锅炉一旦发生“四管”泄漏就必须停机处理，故锅炉防磨防爆工作就显的尤为重要。本文主要介绍锅炉防磨防爆工作的重要性，在防止锅炉“四管”泄漏中起到的作用，分析了锅炉“四管”泄漏失效机理，总结了锅炉防磨防爆的工作方法，促使锅炉“四管”真正实现可控，再控。

防磨防爆作用；“四管”失效控制机理；工作方法

1 锅炉防磨防爆重要性

近年来燃煤市场千变万化，燃煤质量不断降低。锅炉受热面泄漏事故也在不断增加，泄漏类型也由单一性出现了重复性、复杂性。随着近几年大容量、高参数的超零界、超超临界火电机组的增多，而一旦发生非计划停运事故，将会给发电厂带来巨大的经济损失，严重时会影响到电网的安全。根据国内外火力发电厂事故、故障统计数据中显示，约有60%的非计划性停机都是由于锅炉爆管引起，这就需要我们在设备管理，尤其是锅炉“四管”防磨防爆管理上下功夫，使锅炉受热面真正实现可控、再控。

2 锅炉防磨防爆在预防“四管”泄漏中的作用

通过分析全国锅炉四管泄漏故障停机的原因，原始设计、制造及施工缺陷是造成锅炉泄漏的设备基础原因，是隐蔽性和反复性最强、治理最困难、影响最广的一个因素。所以我们在预防锅炉“四管”泄漏中必须从设计标准、设计选型、制造安装、设备运行、设备检修全过程努力，才能有效地防止事故的发生。

2.1 防磨防爆工作在锅炉设计、选型中的作用

防磨防爆工作在锅炉设计、选型时，锅炉型式、燃烧器型式和布置应充分调研燃用相近煤种的同类型锅炉机组运行情况，结合其煤种差别、水质差别、地质差别、海拔大气压差别和电网需求差别等因素，对锅炉受热面的防磨、防超温、防腐蚀、防撕裂、防漏风以及防锅炉结焦等涉及炉管寿命和失效问题进行专题研究和技术澄清，从设备材料性能、结构、设计参数和监控手段等方面，要求设计方和供货方提出改进建议和具体措施，从技术管理手段上努力做到技术先进、工艺先进、材料先进、工程先进。

2.2 防磨防爆工作在锅炉制造、安装中的作用

防磨防爆工作在锅炉设备制造、安装过程中应起到监理工作。审查锅炉承压部件“四管”所用钢材的质量证明文件，防止错用管材，查看锅炉“四管”焊接质量检验报告、热处理质量检验报告、水压试验检验报告等。抽检设备制造质量，锅炉部件组装前应按规定进行外形尺寸、表面裂纹、机械损伤及腐蚀等外观检查，测量管子的壁厚均匀性并对合金钢管应进行光谱复查，认真检查安装过程中锅炉各受热面管和密封焊接处的焊接咬边、割伤、焊口错口及强力对口等现象。

2.3 防磨防爆工作锅炉运行中的作用

锅炉运行中防磨防爆要坚持定期的设备巡回检查，做到眼勤、耳勤、手勤、腿勤并仔细检查锅炉受热面的运行情况，监测进入锅炉的水质合格，运行中汽、水品质合格，加强对受热面管壁温度和超温情况的监督、分析工作，查找超温原因，采取对策，从运行调整着手解决超温问题。防磨防爆根据受热面管超温越限温度高低、累计越限时间长短，利用机组停运机会有针对性对炉内超温管子部位进行管材蠕胀、过热情况检查，根据蠕胀值的大小、金相组织变化程度来评估剩余寿命。

2.4 防磨防爆工作在锅炉设备检修中的作用

在设备检修（大修、小修、停备），对锅炉受热面检查是防磨防爆工作最基本任务。编制有针对性符合实际情况的检查项目并在检修中予以实施，认真细致地做好“四管”的全面检查，加强重点部位的检查力度，分组交叉互查，监督检查缺陷的消除情况，特别是锅炉“四管”存在严重缺陷的处理情况。对受热面监督样管作金相组织和力学能检验，确保受热面管在监督监控范围内。对锅炉“四管”检修所用的管材、焊接材料，出入库前抽检验收工作，符合国家及有关行业标准。因造成锅炉承压部件“四管”泄漏的原因是多样的，治理泄漏措施也是多样的，要根据设备存在实际问题进行扩大性检查工作。

3 锅炉“四管”失效的控制机理

通过多年的检修经验及一些电厂的了解到的情况，总结出“四管”失效的原因及采取措施主要有以下几个方面：

3.1 过热爆管

锅炉管长期处于超设计温度下运行，超温过热常见原因主要有过负荷、错用管材、节流孔堵塞、安装检修遗留杂物、奥氏体不锈钢内壁氧化皮脱落堵塞下部弯头等

应采取的措施：稳定运行工况；去除管子及联箱内异物；进行化学清洗，去除沉淀物；改善炉内燃烧，防止燃烧中心偏高，降低受热面超温；防止错用钢材料，锅炉钢管在使用前必须采用光谱分析，再次验证其钢号相等方可使用，发现错用应及时采取措施。

3.2 应力集中

应力集中主要是由于锅炉结构设计或安装不合理，部分直管段由于管道过长，加上管夹固定过紧，导致正常的膨胀受阻而使管道变形，一旦变形部位靠近焊口，则容易造成应力集中产生泄漏；另外，机组启停过程中温度和压力升降过快原因也会造成泄漏事件。

应采取的措施：加强检修期间防磨防爆的检查力度，特别是炉墙角部密封密封焊接的部位、介质温度不同管子焊接密封部位及刚性梁、张力板附近安装不当造成膨胀受阻；锅炉启动、停炉和运行过程中，必须严格按照运行规程的规定操作，严格控制升温、升压速度，非特殊情况下，尽量不采用紧急冷却法冷却锅炉；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

3.3 管内结垢

水冷壁管内结垢造成的直接影响是产生垢下腐蚀，是指以紧贴管壁的垢下管壁为阳极，外围表面为阴极所构成的局部电化学损害，如不能及时加以控制，将导致水冷壁大面积鼓包或腐蚀穿空。

应采取的措施：做好锅炉停运的保养工作；锅炉在运行中，要严格安装“锅炉水、汽监督规程”，保证汽水品质合格；大小修中要对水冷壁的高负荷区域管子进行割样管化学取样，检查内壁的结垢情况，制定相应的措施，如果垢量超标应及时安排酸洗，

3.4 管材缺陷

管材本身质量不好，如重皮、过大的加工沟槽，材料等级设计偏低等，在高温和高压介质下工作，时间一长这种缺陷扩大就会导致炉管爆裂。

应采取的措施：基建期做好锅炉设备选型、制造过程的监造工作，审查锅炉“四管”所用钢材的质量证明文件，确认合格方可使用；在役锅炉所用的钢材料必须具有材料质量保证书、合格证，符合国家及有关行业标准，并做好验收记录，验收不合格的钢材料不允许使用。

3.5 焊接缺陷

焊接时焊工责任心不强、焊接位置难度大、管内存在正负压、焊接环境温度低等原因，造成焊口存在咬边、焊瘤、气孔、裂纹、未焊透等缺陷。这些缺陷会随着机组长周期运行和机组启停次数增多，长时间缺陷就会暴露出来

应采取的措施：加强对焊工的业务培训，提高焊接质量标准，严格执行焊接工艺要求，焊后控伤处理要仔细，确保不留事故隐患。锅炉受热面管子的焊口应进行100%无损检验，并作好记录，谁焊接、谁检验都要做到有据可查，责任清晰

3.6 磨损

磨损主要分为外部磨损和内部磨损。外部磨损主要包括：烟气飞灰磨损，吹灰器蒸汽吹损，机械磨损、二次风吹损等。内部磨损主要发生在外部管道，由于管道上阀门、弯头、三通、变径管等引起内部介质流速改变，冲刷管子减薄发生泄漏

应采取的措施：加强在锅炉停备或检修时对管理支吊架及管卡等部位的检查；清除管排中的积灰和异物堵塞情况，纠正管排出列现象，消除烟气走廊现象。安装防磨装置和喷涂防磨涂料：在局部烟速较高、容易引起磨损的部位装设各种型式的防磨装置。对于受磨损严重的弯头部分可以加装防磨板，在燃烧器水冷套上加装防磨板或进行浇注料覆盖，采用耐高温防磨涂料对易受磨损部位进行喷涂处理。

3.7 设计、安装、运行不当

在安装中，由于设计不合理经常出现把管卡焊接在管子上的情况。在管子上施焊，增大了管壁的应力，存在膨胀不利，就会拉裂管子，形成泄漏。随着大型机组的投产，难以避免地出现异种钢的焊接，如12Cr1MoV+ TP347H等。但由于异种钢的耐热性能和膨胀系数不一样，常在接头处出现热胀差，在低等级材料部分出现轻微蠕胀，而引发裂纹。

应采取的措施：加强锅炉设计、制造、运行中的管理和定期检查检修。

4 开展防磨防爆工作的方法分析

4.1 严格执行防止火电厂锅炉四管泄漏管理办法

近年来各厂防磨防爆管理和技术都在不断地深入，“防止火电厂锅炉四管泄漏管理办法”也越来越细化、具体和具有适应性，成为完整的体系。防磨防爆工作系统性、持续性非常强，主要是管理思路、制度措施体系、和具体的做法上的区别，更重要的是人员和态度对“防止火电厂锅炉四管泄漏管理办法”落实情况。上级公司要提出对防磨防爆组织成员的考核评价建议，落实管理、监督、检查、考核，确保本办法的有效执行。

4.2 扎实推进防磨培训工作，稳定防磨防爆检查队伍

火电厂锅炉承压部件范围广，管道材质类别多，工作条件恶劣，涉及多个不同专业。造成高温高压管道泄漏的因素多，如腐蚀，磨损，应力，疲劳，强度，目前都无法实现在线监测，机组在运行中也无法感知到，在设备停运检修中，由于工期、人员等问题无法做到完全检查，难免有所疏漏，因此对于已投运的机组，导致“四管”泄漏因素还总是存在。只有充分利用好每次停炉检修的机会进行全面检查，发现问题及时采取正确的措施，才能有效的防止或减少“四管”泄漏发生。

防磨防爆检查工作是否到位直接影响到设备的健康水平，一次漏查漏检就可能导致一次非停。但由于炉内作业空间狭小，灰尘扑面，高空危险等因素，是电厂里面一项苦差事。优秀的防磨防爆检查人员和负责任的检查态度又是防磨防爆工作成效的关键。只有专业人员不怕苦脏累，认真负责检查，分析原因，对症下药，才能保证健康长久。为此各电厂应把防磨防爆工作摆在很重要位置和关键位置，并从资金安排、工器具配置、队伍建设、教育培训、技术交流、收入待遇等各方面对防磨防爆检查工作给与特殊政策。

4.3 以数据为基础，细化、量化锅炉受热面状态基准分析

通过对锅炉受热面状态基准分析，提高了对设备劣化程度的了解，及时诊断设备问题的症结所在，采取正确的应对措施，保证设备状态的良好，达到优化、指导检修目的。

针对锅炉受热面超温、减温水量大进行综合分析，前后对比，时刻掌控设备劣化倾向，预防风险，指导操作人员进行锅炉燃烧调整，做细致的控制超温工作，大幅度地把超温次数、累计超温时间降下来，确保锅炉受热面安全运行。

4.4 加强防磨防爆所涉及到的各个专业管理工作

加强运行管理水平。运行控制汽温、汽压、壁温、防止发生超温、超压对锅炉承压部件造成损害和破坏。

加强设备检修管理。严格检修施工的工艺和作业标准，杜绝小问题不处理的粗放式工作作风，要求应修必修、修必修好、不留后患。

加强化学监督管理。严格执行有关化学监督规程，保证进入锅炉的水质及锅炉运行中的汽、水品质合格。在保证汽水品质的同时，要抓好防止凝汽器泄漏、精处理的投入和溶解氧问题。当汽、水品质恶化危机设备运行时，必须向上级主管部门汇报采取有效的紧急措施。

加强热工管理。热工人员必须保证受热面壁温测点数据准确性，各项保护、连锁、自动的合理性和可靠性投入（如汽包水位保护等）。

加强吹灰器管理。吹灰是一把双刃剑，尤其是蒸汽吹灰，吹灰不当会导致受热面泄漏。

每次检修要根据厂家说明书和经验值，对吹灰器进行调试工作，调整好喷嘴进入炉膛的距离、吹灰器枪杆与受热面的垂直度、喷嘴的喷射角度、旋转角度，测量吹灰器枪管的水平度、枪管的磨损程度，调整各个吹灰器的蒸汽压力。运行期间要保证疏水时间和疏水温度的控制，疏水必须疏放干净。加强对吹灰器的检查和维护，当吹灰器在炉内吹灰时卡涩及进气阀漏气时应及时退出并切断气源。

加强金属监督管理。金属监督要结合机组检修开展必要金属锅炉检验项目，定期外部和内部检验。通过运行数据和工况判断对可能发生或已经发生的高温腐蚀、超温超压、应力腐蚀和热疲劳等进行跟踪检查；对检修焊口进行100%检查、验收，必要时分期对基建期安装焊口进行100%检查，发现超标缺陷及时处理；对防磨检查人员提出的检测项目进行检测；检查和掌握金属构件在锅炉中金属组织变化，性能变化等情况；防止由于选材不当，材质不佳，焊接缺陷等因素引起的事故发生。

加强燃料管理。目前燃煤市场，供应紧张，燃煤质量不断降低。从锅炉设计角度看，锅炉对燃料的适应能力有一定的范围，超出原设计范围，就会在锅炉实际运行中造成不同程度的结焦、腐蚀、磨损加剧、燃烧不稳等一系列问题。所以必须加强和完善入厂煤和入炉煤的的监督管理，加强燃煤配比，使入炉煤质平稳，煤化验部门应及时汇报煤质分析报告，使运行人员能够及时了解实际使用煤质情况，及时掌握燃料特性，采取相应的措施，进行事故预想防止事故发生，保证机组安全经济运行。

4.5 加强对外技术交流和管理创新工作

加强对外技术交流和管理创新工作，积极采用成熟和使用业绩好的新材料、新工艺、新技术和新方法，利用先进的科技成果和管理成果，提高锅炉防磨防爆管理各环节、各层次的工作效率和风险规避能力；正确选择密封、管卡、支吊、定位、膨胀节、防磨喷涂、可塑料覆盖层材料和结构形式以及防磨防爆管理系统，采取有效的工艺和材料监管、验收措施。

4.6 建立防磨防爆信息化管理系统，提供科学分析工具

防磨防爆信息化管理系统，是一套面向锅炉设备的管理系统。系统包含锅炉设备管理、三维模型、检修管理、壁温预测、寿命评估五大模块。通过设备管理模块，以树状的菜单形式展现设备信息，为锅炉设备管理提供便捷的工具；通过检修控制模块，规范化电厂锅炉防磨防爆检修过程；通过检修管理模块，导入检修中的EXCEL记录，分类统计记录数据，规范记录单模板、加强过程管控；通过壁温预测模块可以在壁温测点的基础上,进行热力计算,得到锅炉内部受热面的温度和超温情况,增强了对锅炉管超温的监控; 通过寿命预测模块，可以计算管道的实时寿命损耗，指导检修过程。通过三维图形模块，以三维图的形式展现锅炉设备，使防磨防爆检查工作更加直观快捷。

系统具有智能的数据分析功能，通过对锅炉运行数据和检修数据的综合分析，对存在安全隐患的设备进行预警，指导防磨防爆工作人员有重点的检查锅炉设备，真正做到事前预防、事中管控、事后分析，为锅炉状态检修提供科学指导，降低爆管次数，实现最大化的提高企业利润。

5 总结

随着以可靠性为中心的预防性检修工作深入开展，以及对火力发电厂燃煤机组锅炉受热面的防磨防爆工作的高度重视，在今后的防磨防爆管理工作中必须要培养一批精业务、懂管理的锅炉点检人员，从设计、制造、安装、检修、运行各个环节严格管控，将锅炉“四管”泄漏时间的几率压缩到最低，才能提高发电机组的安全、经济、可靠性。

[1]张磊、廉根宽.电站锅炉四管泄漏分析与治理.中国水利水电出版社.2009.11

[2]马克利.锅炉炉管泄漏的原因分析及防范措施.锅炉技术，2008（6）

[3]京能集团公司防止火电厂锅炉四管泄漏管理办法

Comprehensive analysis of anti wear and explosion prevention of boiler in thermal power plant

Wei Zhirui
（China Power Investment Corporation GCL Coastal Power Company Limited,Jiangsu Yancheng,224000）

Boiler thermal power plant is one of the three main equipment of the production process. Boiler in the event of "four" leaks must stop processing, so work on the boiler explosion wear was particularly important. This paper describes the importance of the work of boiler wear-proof to prevent boiler, "four" leak in the role in analyzing the boiler, "four" leakage failure mechanism, summed up the working methods of the boiler wear-proof, prompting boiler "four "real control, and then control.

Wear-proof effect; "four" failure control mechanism; the working methods

TM621.2

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