鍋爐四管洩露原因分析及應對措施

過熱器與再熱器爆管洩露的原因及預防措施

影響過熱器與再熱器爆管的根本原因有：過熱、磨損、腐蝕、焊接品質等，結合各電廠鍋爐過熱與再熱器爆管實際可以看出，過熱與再熱器爆管中由于金屬過熱造成的爆管約占30%，磨損約占15％ ，腐蝕約占10％ ，焊接品質約占30％ ，其他原因占15% ，是以受熱面超溫和焊接品質差是造成過熱與再熱器爆管的主要原因 下面我們主要從這兩方面來分析爆管原因。

1．1 管材品質差或焊接品質差造成過熱與再熱器爆管 1．1．1 管材品質差 如果管子本身存在分層、加渣等缺陷，運作時受溫度和壓力影響，缺陷擴大就會導緻過熱器管爆管。例如：某廠1号爐低溫過熱器在使用中發生爆管，爆管開裂口呈桃形，開口處由于爆裂已明顯減薄。由爆口部位金相分析可知：該過熱器管爆裂是由于爐管材質較差，組織不均勻，為不完全正火組織，母材基體存在大量微觀孔洞，這些缺陷影響材料的強度，最終導緻過熱器管爆裂。 1．1．2 焊接品質差。在制造或維修中由于焊接品質不過關，焊縫中存在氣孔、夾渣、焊瘤等會導緻頻繁爆管。某廠1号爐低溫再熱器在運作過程中發生洩漏，從爆管處宏觀檢驗表明，焊縫的焊接品質較差，焊縫根部存在大量焊瘤，洩漏點大多分布在焊縫熔合線及熱影響區内，金相檢驗結果表明，管束的金相組織是正常的，焊縫、熔合線、熱影響區的金相組織為粗大魏氏組織鐵素體，組織極為粗大，是不正常組織，經以上分析可知，爆管是由于管材焊縫的焊接品質極差，在焊縫熔合區記憶體在粗大魏氏組織、大量非金屬夾雜等缺陷而造成的。

1．2 受熱面超溫造成過熱與再熱器管爆管 金屬超過其額定溫度運作時，有短期超溫和長期超溫兩種情況，是以造成受熱面過熱爆管有短期過熱和長期過熱兩類現象，受熱面過熱後，管材金屬超過允許使用的極限溫度，内部組織發生變化，降低了許用應力，管子在内應力作用下産生塑性變形，最後導緻超溫爆管。

1．2．1 受熱面短期過熱。鍋爐受熱面内部工質短時間内換熱狀況嚴重惡化時，壁溫急劇上升，使鋼材強度大幅度下降，會在短時間内造成金屬過熱引起爆管。導緻短期過熱的原因有：管内汽水流量嚴重配置設定不均；爐内局部熱負荷過高；管子内部嚴重結垢；異物嚴重堵塞管子；錯用鋼材等。

1．2．2 受熱面長期過熱。鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動力偏差或積垢、堵塞、錯用鋼材等原因，管内工質換熱較差，金屬長期處于幅度不很大的超溫狀态下運作，管子金屬在應力作用下發生蠕變(管子脹粗)，直到破裂。長期過熱主要發生在高溫過熱器的外圈向火面，低溫過熱器也可能發生 例如： 某廠#3号鍋爐大修時，鍋爐檢驗中心對鍋爐受熱面進行抽查檢驗，對高溫過熱器管做金相分析，發現其組織為鐵素體碳化物，珠光體已球化，球化程度為3～ 4級，碳化物成小球狀分布于鐵素體的晶粒邊界上，抗拉強度已明顯降低，建議更換高溫過熱器管。分析原因主要是由于這幾年全廠蒸汽負荷較低，3号爐長期處于低負荷運作狀态，過熱器管内蒸汽流速較低，傳熱效果差，管壁長期處于超溫狀态，進而導緻過熱器管長期過熱使内部組織發生變化。

1．3 造成過熱器管超溫的原因及應采取的措施 在設計上，如果存在鍋爐爐膛高度偏低，火焰中心偏後、水動力工況差、蒸汽流量偏低和受熱面結構不合理等因素都會造成過熱器普遍超溫或存在較大的熱偏差局部超溫；在制造、安裝和檢修中如果出現管内異物堵塞、屏過聯箱隔闆倒等缺陷，會造成工質流動不暢，引起受熱面超溫；運作中如果出現燃燒控制不當、火焰上移、火焰偏斜、爐膛出口煙溫高風量不足、燃燒不完全引起煙道二次燃燒、蒸汽流量不足、減溫水投停不當、高壓加熱器投入率低等情況，也會造成過熱器管超溫；另外給水品質不良，引起管内結垢積鹽，影響傳熱，也會造成過熱器管在運作中超溫。為了預防過熱器管超溫，在運作中，應嚴格按運作規程規定操作，鍋爐啟停時應嚴格按啟停曲線進行，控制鍋爐參數和過熱器管壁溫度在允許範圍内；嚴密監視鍋爐蒸汽參數、蒸發量及水位等主要名額，防止超溫超壓、滿水、缺水事故發生；做好鍋爐燃燒調整，防止火焰偏斜，注意控制煤粉細度，合理用風，防止結焦，減少熱偏差，防止鍋爐尾部再燃燒；加強吹灰和吹灰器管理，防止受熱面嚴重積灰；保證鍋爐給水品質正常及運作中汽水品質合格等。

2 省煤器爆管原因及預防措施

造成省煤器爆管有以下幾方面的原因：給水品質差，水中含氧多，造成管子内壁腐蝕；煙氣低溫腐蝕；管子品質和焊接品質不好；給水溫度和給水流量變化較大，造成管子的熱應力過大；飛灰磨損嚴重等。在以上原因中，造成省煤器爆管的最主要的原因是飛灰磨損和焊接品質這兩方面。

2．1 焊接品質差 同過熱器管爆管原因相似，制造或維修中由于焊接品質不過關也會導緻省煤器管頻繁爆管。某廠#2号爐低溫省煤器在同一部位連續兩次發生洩漏，經過宏觀檢驗及金相分析表明，第一次爆管是由于安裝焊縫品質較差，存在氣孔及夾渣造成的，而第二次爆管就發生在上次更換管段的焊縫處，由于焊接品質差造成了二次洩漏。

2．2 飛灰磨損 運作實踐表明，在鍋爐的過熱器、省煤器和空氣預熱器三個主要對流受熱面中，省煤器的磨損最嚴重。因為省煤器通常是錯列布置，煙氣對錯列管束的沖刷比較強烈，磨損比順列嚴重得多，而且省煤器處的煙氣溫度比較低，煙氣中灰粒相對較硬，這兩個因素使得省煤器磨損比過熱器及空預器嚴重得多，省煤器磨損爆管主要發生在以下部位：

2．2．1 省煤器第二、第三排管子。因為省煤器通常是錯列布置，省煤器第一排管子受到較低煙速即進入省煤器前空煙道内煙速地沖刷，進入第二排管子後由于煙氣流通截面減小，速度突然提高，煙氣中灰粒的沖擊力較大，是以第二、第三排管子磨損較以下各排管子嚴重. 2．2．2 省煤器管彎頭處。省煤器管的彎頭與豎井煙道兩側牆之間的間隙形成煙氣走廊，因阻力較小，煙氣流速高，磨損較嚴重. 2．2．3 靠後牆的蛇形管排。對于π型鍋爐，煙氣自水準煙道轉彎進入豎井煙道，由于離心力作用，煙氣中大部分灰粒集中在豎井煙道的

後牆，是以靠後牆的幾排蛇形管排磨損較嚴重。#3号爐低溫省煤器靠後牆處蛇形管發生洩漏，宏觀檢驗表明，破口從焊縫處開裂，管外壁有明顯減薄痕迹，對破口處做金相分析，金相組織正常。從以上分析可知：此省煤器管是由于管外壁受煙氣沖刷減薄後，強度明顯降低而爆管的。

2．3 造成省煤器磨損的原因及預防措施 導緻磨損的原因有：燃煤含灰量高，飛灰中夾帶硬顆粒；煙氣流速過高或局部煙速過高；煙氣含灰濃度分布不均，局部灰濃度過高。通常采用減少飛灰撞擊管子的數量、降低煙氣流速或增加管子的抗磨性來防止飛灰磨損。如：① 控制煙氣流速，尤其是煙氣走廊處的煙氣流速，是以在安裝和維修時，應盡量減小省煤器管子與牆之間的距離，同時使各蛇形管間距離要盡量均等；② 對于局部煙氣流速過高的地方，應在管子易磨損部位如：彎頭處、第二第三排管子、靠後牆的幾排管子等地方加裝防磨裝置； ③對省煤器管冷噴塗高溫耐磨塗料來增加管子的抗磨性。

3 水冷壁爆管原因及預防措施

3．1 水冷壁爆管主要有以下原因造成管子局部被雜物堵塞，緻使水循環不良，引起管壁過熱産生鼓包或裂紋。這種爆管屬于短期過熱爆管；水質不合格，緻使管内結垢；爐在點火升壓過程中操作不當；鍋爐嚴重缺水時，突然大量進水産生巨大應力使管子損壞；管子材質不合格或焊接品質較差。

3．2 防止水冷壁爆管的措施保證給水和爐水的品質合格，減少水冷壁管内結垢和腐蝕；調整好燃燒，使火焰均勻不偏斜，防止水冷壁管受熱不均，水循環被破壞；防止水冷壁管外部磨損；升溫升壓時嚴格按規程進行，控制好升壓速度。

為了有效防止四管爆破洩露，除在安裝、維修、運作調整方面采取以上措施外，還要對鍋爐受熱面做好金屬監督工作，主要包括以下幾方面：① 對受熱面進行蠕脹、變形和磨損等情況的定期檢查；② 對長期存在過熱問題的受熱面，加裝熱工溫度測點進行監督控制；③ 定期進行割管檢查，對高溫過熱器、低溫過熱器管子做金相檢驗，對爐膛熱負荷最高區域水冷壁管内壁結垢、腐蝕情況進行檢查。隻要找到三管爆破的根本原因，采取行之有效的預防措施，就能從根本上解決鍋爐爆管問題，有效地防止四管爆破洩露事故的發生。