火力发电厂锅炉受热面管泄漏原因分析及处理研究

(山西漳电大唐塔山发电公司，大同 037001)

0 引 言

对于火力发电厂的锅炉来说，其受热面是较为重要的组成部分，与此同时其长期处在较为恶劣的环境中，所以存在着严重的受热面管泄漏隐患，基于此，有必要对其展开深层次的探究。

1 项目案例

该火力发电厂所使用的锅炉为300 MW锅炉，在实际制造的过程中采用了来自美国的先进工艺与技术，主要使用的燃料为烟煤，并使用平衡通风、死角切圆的方式进行燃烧。其中末级过滤器处在水冷壁排管后面的水平烟道当中，总共有90片，具体的布置情况为沿着整体路宽的方向按照152.4毫米的横向节距进行布置。此次泄露的实际位置在末级过热器高温段。泄漏事故发生时，锅炉1号炉管监测系统的“26”、“27”、“16”检测点分别发出报警提示，实际的报警点处在尾部烟道后墙位置，工作人员检查了相应的机组参数，并未发现任何异常情况，接下来工作人员将设备本体的人孔门打开，深入到内部进行更为细致的检查工作，发现锅炉确实存在泄漏情况，并在第一时间停止了1号机组的正常运行。工作人员在入炉检查之后发现1号炉存在末级过热器泄漏的问题，唯有对其采取外部管割除的措施才能够有效完成对于泄漏点的处理，基于此，工作人员总共完成了18根外部管的割除工作，并分别对泄漏管和其邻近管进行取样，并对其展开深入的失效分析工作。

2 火力发电厂锅炉受热面管泄漏原因分析

2.1 设计问题

火力发电厂锅炉受热面管之所以会出现泄露问题，其最主要的原因便是其在设计方面存在不足。

首先，通常情况下，针对大型火力发电厂进行锅炉设计工作的时候，都面临着理论与实际情况不符的现象，比如：炉膛结构不科学，难以实现同不同煤种相适应，进而使得过热器出现超温爆管的现象。

其次，设计人员往往会存在经验不足的问题，在实际设计工作开展的过程中未能科学合理地实现对于关键系数的选用，例如：若是没有正确选择炉膛的高宽比，便会导致其出现高度不足而产生超温的现象，而若是在受热面系数方面选择不科学，则会造成炉膛出口的烟温偏差出现过大的问题[1]。

最后，设计人员在热面布置以及结构设计方面欠缺科学性同样会增加锅炉受热面管泄漏的可能性，比如，若是同屏各管本身所具有的长度以及管径存在差异性或者是引出布置不科学，都有可能会产生热偏差以及流量偏差的问题，进而使其出现超温现象。除此以外，还包括设计过程中选材不当等问题，笔者将会在下文展开详细分析，这里不再赘述。

2.2 超温运行

超温运行主要可以划分成两种类型，分别为短期超温以及长期超温，其中长期超温主要指的是其管壁的温度低于材料的下临界温度，长期超温具体来看，其幅度虽然相对较小，但其通常会有着较常的持续时间，进而导致锅炉管子产生碳化物球化的问题，最终在管子相对薄弱的部位出现爆管。短期超温则主要指的是管壁温度大于材料的下临界温度，在这种条件下材料的实际强度会有所下降，进而在内压力的作用下出现胀粗爆管的问题,爆口处局部形貌如图1所示。

图1 爆口处局部形貌

之所以会产生超温运行的问题，主要是因为管内存在着工质流量分配不均的现象，与此同时，炉内的局部热负荷相对较高，再加上管子内部有着严重的异物堵塞以及结垢等问题。上述问题的出现都会加剧其超温运行的程度，为火力发电厂锅炉受热面管泄漏埋下了严重的安全隐患。

2.3 锅炉结焦

除了设计问题以及超温运行以外，锅炉结焦现象的出现同样会导致火力发电厂锅炉受热面管泄漏。在燃料中包含着诸多的灰分，而在长时间的高温运行状态下，灰分处在高温并严重缺氧的环境中通常会融化成为液态，或者是以软化的状态呈现出来。当灰分在软化状态中同受热面相接触，便会在受到骤然冷却的过程中进行直接硬化，并牢固地附着在受热面上，这便是锅炉结焦的由来。与此同时，若是锅炉燃煤中存在着大量的碱金属，那么飞灰则有极大可能性会在末级过热器以及分屏过热器管排上生出沉积物，一旦未能够及时进行妥善处理，便会形成结焦，进而减少末级过热器以及分隔屏实际所吸收的热量，使得烟气温度骤然提升。

3 火力发电厂锅炉受热面管泄漏处理措施

3.1 强化对于受热面的日常检查工作

若想实现对于火力发电厂锅炉受热面管泄漏问题的有效应对，相关工作人员要强化开展对于受热面的日常检查工作，该工作本身有着较强的专业性质，所以工作人员自身既要具备扎实的相关专业理论知识，同时还要拥有良好的岗位责任意识以及丰富的实践经验。在实际开展检查工作的过程中需要从各方面规定以及标准出发，对于各项缺陷所开展的处理与验收工作都要让相关当事人以及负责人进行确定，接下来再由专门的工作人员对其采取针对性的技术处理措施，此举能够实现相关工作人员责任意识的有效提升，还可以更加及时高效完成对于锅炉受热面存在问题的解决工作，对于设备的持续平稳运行有着重要作用[2]。

3.2 科学管理锅炉管材与焊材

锅炉管材本身的质量直接影响着其实际使用过程中的有效性，所以工作人员应当加强对于锅炉管材以及焊材的重视，并在实践过程中对其进行科学管理，特别是在受热面的检测方面，其经常有换管的需要，然而从锅炉内所使用的管材的尺寸以及种类来看，其呈现出十分复杂的特点，而不同的炉型在管子的应用上又存在一定的差异性。基于此，工作人员应当严格保障锅炉使用管理的规范性，确保其不会出现用错管材的问题，与此同时，还要针对物资展开相应的验收管理工作，保障其各个环节中都能够受到严格控制，同时还要对于管材本身的出厂证明进行严格保存。

当工作人员实际开展物资管理工作的时候，应当事先在专门的区域范围内实现对于炉管的合理保存，切忌不能将其随意地堆放在室外，防止其出现由于不合理存放导致的腐蚀生锈问题。当对于材料进行出入库管理的时候，工作人员也要保证其良好的规范性，确保其存在专门的金属工作人员确认炉管的实际材质，唯有保障其合格之后才能真正进行具体应用。焊材的管理工作同锅炉管材一样重要，通常情况下在开展相应的检修使用工作中，其实际所涉及到的焊材种类十分复杂，而将其包装打开之后很难对其进行有效区分，所以在管理过程中应当保障其在现场能够实现整齐摆放。除此以外，应当安排专门的金属人员对所有环节应用焊材材质进行确认，确认无误之后才能正式投入使用，接下来按照种类对剩余的各类焊材进行划分并分装入库。

3.3 大力开展安装质量控制

3.3.1 受热面安装质量验收

为了能够有效减少火力发电厂锅炉受热面管泄漏问题的出现，工作人员应当大力开展对于安装质量的控制工作。锅炉受热面在实际进行安装验收的过程中应当按照规定的顺序和流程进行。其顺序依次为班组和工地、施工单位以及建设单位。而在质量验收方面同样需要按照相应的批次、分享以及分布等流程开展。其中监理单位主要开展对于批次、分项以及分部工程的验收工作，建设单位验收的则是其单位工程。按照这样的流程需要保障各个环节检验合格并提供相应的记录之后才能够让相应的检验单位对其展开更深层次的验收工作，这种规范化的流程和顺序能够提升工程项目开展的质量，并有效规避普遍存在的联合检验问题。

3.3.2 锅炉受热面安装控制

在进行锅炉受热面安装控制的过程中，工作人员应当先确定锅炉的标高，其需要严格检测锅炉的钢架，确定好其高度以及实际位置，并用油漆对其进行标记。工作人员在对悬吊式结构的标高进行确定的过程中一般会在顶板大板梁的基础上进行，若是其本身在制造阶段便有一定的尺寸偏差，便可以是适当采用基础垫铁的措施展开优化调节工作。

在汽包找正方面，工作人员要注意，汽包在连接的过程中存在较多的管道以及接口，而其标高以及实际安装的位置会对受热面的安装精度产生直接影响，所以工作人员要先对汽包进行划线，一般分为横向与纵向两种类型。

在受热面间隙尺寸控制方面，当锅炉受热面进行正式运行时，其内部所具有的蒸汽介质压力以及温度都会增加，进而产生膨胀现象，基于此，工作人员需要严格开展对于其膨胀间隙尺寸的控制工作，进而有效减少由于尺寸不足而导致设备损伤的问题，切实提升设备运行的安全性与稳定性[3]。

4 结束语

综上所述，积极探索锅炉受热面管泄漏的原因能够帮助工作人员更加具有针对性的采取相应的处理措施，进而提高火力发电厂整体运行的质量。因此，火力发电厂需要加强对该方面的重视，并在实践过程中积累各方面的经验教训，尽可能将其负面影响降到最低。