趙振旭 何全紅 劉剛

摘 要：本論文主要介紹火力發(fā)電廠鍋爐受熱面泄漏的原因及防治措施。鍋爐作為火力發(fā)電廠的主要結(jié)構(gòu)，由于其的各類參數(shù)變化多樣，其受熱面管道內(nèi)外介質(zhì)一直處于流動狀態(tài)，對受熱面的內(nèi)外沖刷必然導(dǎo)致管道的磨損，為了有效地減少鍋爐受熱面管的漏泄率，降低機(jī)組因受熱面漏泄導(dǎo)致的非計劃停機(jī)事故發(fā)生，在此，進(jìn)行一些爆管原因探討和制定相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：磨損;泄漏;爆破;措施

1.背景及意義

發(fā)電鍋爐關(guān)鍵部件主要是受熱面（水冷壁、省煤器、過熱器和再熱器等），由于受熱面直接接觸外部燃燒的流動介質(zhì)，這就使得外部燃燒產(chǎn)生的飛灰和內(nèi)部流體的磨損及沖刷，導(dǎo)致受熱面管逐漸減薄，產(chǎn)生爆裂事故發(fā)生，直接影響發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是導(dǎo)致電站鍋爐非計劃停運(yùn)的主要因素。因此，本文主要針對受熱面管泄漏的原因分析和探討，進(jìn)而找到切實可行的預(yù)防措施，最大限度的減少鍋爐受熱面管爆破事故的發(fā)生，降低非計劃停運(yùn)次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.導(dǎo)致鍋爐受熱面漏泄的因素

通過查閱大量關(guān)于受熱面管泄漏的設(shè)備臺帳及防磨防爆檢查記錄，并結(jié)合有關(guān)防止受熱面管泄漏的技術(shù)資料，我們對影響受熱面管泄漏的原因進(jìn)行了統(tǒng)計分類，認(rèn)為影響鍋爐受熱面管泄漏的原因主要有以下幾方面，并且對各類原因進(jìn)行具體的分析討論：

2.1安裝質(zhì)量

電站鍋爐安裝過程中受施工現(xiàn)場位置的限制，會產(chǎn)生許多不能及時發(fā)現(xiàn)和消除的缺陷遺留，影響到受熱面的使用壽命。新安裝的鍋爐安裝質(zhì)量引起的受熱面管泄漏比較普遍，這中間首先是各部位接口（對接）的焊接質(zhì)量和熱處理工藝執(zhí)行不到位的問題，使得受熱面管遺留安全隱患，后期運(yùn)行中必然發(fā)生漏泄。其次是受熱面管排的安裝質(zhì)量，管排排列不夠均勻，形成煙氣走廊，導(dǎo)致該部位煙氣流速加劇，增加了對管道的沖刷。還有就是在安裝時對于可能存在煙氣走廊和迎風(fēng)面的管子沒有做好防磨措施，防磨瓦加裝不到位。

2.2煙氣沖刷和飛灰磨損

發(fā)電鍋爐受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損，不但造成受熱面的頻繁更換，使發(fā)電成本增加;而且還將造成受熱面的泄漏或爆管事故發(fā)生，直接導(dǎo)致非計劃停機(jī)。受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損一般都帶有局部性，在煙速高的煙氣走廊區(qū)和灰粉濃度大的區(qū)域，通常磨損較嚴(yán)重。減輕煙氣沖刷和飛灰磨損，一方面應(yīng)從受熱面布置上加以改進(jìn)，盡量避免形成“煙氣走廊”，在管子易磨損處加裝防磨瓦等;另一方面還應(yīng)從運(yùn)行調(diào)整著手，控制鍋爐各處的漏風(fēng)以降低煙氣流速，重視燃燒調(diào)整工作;再者就是避免不完全燃燒的發(fā)生。

2.3鍋爐的運(yùn)行工況

鍋爐及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況會對受熱面造成很大的影響，容易造成受熱面發(fā)生長期過熱、短期過熱、磨損、腐蝕等，針對運(yùn)行中這些問題應(yīng)加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行監(jiān)視、調(diào)整，確保鍋爐正常運(yùn)行，或通過技術(shù)改造加以解決。例如： 2014年8月份某公司6#爐高溫再熱器管發(fā)生爆漏事故，該高溫再熱器管規(guī)格為Φ50.8×4mm，材質(zhì)為SA-213T91;爆口長76.92mm，寬32.27mm，爆口處管徑脹粗為62.71mm，爆口邊緣厚度為1mm，并不鋒利，爆口附近內(nèi)外表面并有眾多的平行于爆口的管子軸向裂紋，爆口外表面有一層褐色的氧化皮;距離爆口上部管子200mm處有一鼓包，鼓包處管徑脹粗為57.93mm，鼓包處有眾多的管子軸向裂紋（見圖1）。從金屬顯微組織的金相分析中可以看出，該材質(zhì)原始形態(tài)已消失，碳化物分布在晶界及鐵素體基體上，分散度較大，材質(zhì)已完全球化（見圖2）。最終分析為，此次新6#爐高溫再熱器管爆漏是過熱造成的，機(jī)組前期7月份停爐檢修期間更換低溫再熱器管道多根，在大面積換管過程中管口內(nèi)落入雜物，機(jī)組啟動運(yùn)行后，雜物隨汽流進(jìn)入高再入口聯(lián)箱聚集在節(jié)流孔部位，造成漏泄部位高溫再熱器蒸汽流量過小，汽水循環(huán)不良，導(dǎo)致爆管，是本次事件的直接原因當(dāng)管子過熱時，由于運(yùn)行溫度提高，即使管子所受應(yīng)力不變，管子也會以高于正常蠕變速度的速度而使管徑脹粗。于是，隨著過熱運(yùn)行時間的增加，管徑就越脹越大，慢慢地在各處產(chǎn)生晶間裂紋，晶間裂紋積聚擴(kuò)展就成為宏觀軸向裂紋，最后在比正常溫度正常壓力下小的多的運(yùn)行時間而爆裂。

圖3

圖4

2.4機(jī)械損傷

主要是由于安裝、改造或檢修中，各人員對受熱面管及附件造成的損傷和應(yīng)力集中。主要體現(xiàn)在安裝、檢修中強(qiáng)行組對進(jìn)行焊接;切割管子、鰭片時造成其它管子受傷;爐膛內(nèi)異物砸傷受熱面管段等。

3.防止措施

3.1加強(qiáng)焊接監(jiān)督管理

嚴(yán)格按照《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》、《火電施工質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)（焊接篇）》進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督管理，確認(rèn)焊接工藝卡及焊接規(guī)范措施的合理性與完整性，確認(rèn)焊材的使用與管理是否符合規(guī)程要求，確認(rèn)焊接設(shè)備、加熱設(shè)備及測溫設(shè)備是否完好，符合規(guī)定，保證焊接及熱處理人員的資質(zhì)符合要求;各級監(jiān)督管理人員還應(yīng)進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的監(jiān)控（包括焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預(yù)熱、后熱溫度及加熱速度），對焊接工藝規(guī)范的測試（包括對口情況、焊條擺寬、焊層厚度、層間溫度、焊后熱處理）進(jìn)行監(jiān)控。

3.2加強(qiáng)原材料監(jiān)督

首先，對新進(jìn)廠的受熱面金屬管材進(jìn)行光譜分析和厚度抽檢，檢查合格證書（質(zhì)量證明書）是否齊全，經(jīng)金屬監(jiān)督人員簽字確認(rèn)后，再入庫存放。庫房管理人員應(yīng)對受熱面管材建立臺賬，并做好領(lǐng)用記錄，受熱面管材現(xiàn)場使用前必須進(jìn)行100%光譜分析，合格后，方可使用。

3.3健全金屬監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)

受熱面金屬監(jiān)督項目多，僅靠專業(yè)人員的監(jiān)督是不夠的，因此，金屬監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)人員除金屬實驗室成員外，還應(yīng)將鍋爐檢修、汽機(jī)檢修、熱工、焊接、運(yùn)行、化學(xué)、庫房管理人員納入到金屬監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)中。

3.4運(yùn)行過程監(jiān)督

為杜絕運(yùn)行工況對機(jī)組受熱面造成的影響，從以下幾方面進(jìn)行整改：①加強(qiáng)煤質(zhì)管理，避免煤質(zhì)波動較大對燃燒工況造成影響，減少超溫現(xiàn)象的發(fā)生;②因設(shè)備故障或其他原因造成管壁超溫，應(yīng)立即修復(fù)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時申請降負(fù)荷運(yùn)行;③加強(qiáng)對過熱器、再熱器管壁溫度的監(jiān)測，實事求是地做好記錄，發(fā)現(xiàn)超溫應(yīng)及時分析原因，并從運(yùn)行調(diào)整著手解決超溫問題。④加強(qiáng)對吹灰管理，防止吹灰器漏汽、漏水或吹損受熱面。⑤應(yīng)及時進(jìn)行吹灰和清焦，防止鍋爐結(jié)成大塊焦子，掉落砸壞冷灰斗斜坡面水冷壁管。⑥鍋爐燃燒器應(yīng)對稱均勻地投入，保證火焰中心適宜，不沖刷冷壁，防止結(jié)焦，減少熱偏差，同時要注意控制好風(fēng)量，避免風(fēng)量過大或缺氧燃燒，防止過熱器超溫或鍋爐尾部再燃燒。⑦嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐蒸汽參數(shù)、蒸發(fā)量及水位，防止超溫超壓、滿水或缺水事故發(fā)生。⑧做好受熱面爆漏事故分析工作，制定行之有效的措施。

4.結(jié)束語

在火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)過程中，鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行起著決定性的作用。由于鍋爐受熱面泄露和爆管事故必須停爐消缺，所以鍋爐受熱面安全運(yùn)行與否是整個火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重中之重。鍋爐受熱面檢查沒有捷徑可走，只有實實在在地投入大量的人力、物力和精力，采取應(yīng)修必修、修必修好的態(tài)度，發(fā)生事故本著“四不放過”的原則;只有這樣，才能保證鍋爐的運(yùn)行安全。