火电厂锅炉“四管”防磨防爆及防泄漏措施

李 响

（国能河北龙山发电有限责任公司，邯郸 056001）

锅炉受热面应能承受高温高压，具备良好的抗腐蚀性和耐磨性。锅炉省煤器管、水冷壁管、再热器管和过热器管（以下简称锅炉“ 四管”）为锅炉结构体系中受热面的主要构成。若锅炉“四管”焊接质量存在问题，则会出现爆炸、泄漏等事故。因此，要求在火电厂实际运行和发展中，结合实际情况重视锅炉“四管”的安全检查工作，深入分析产生故障的原因，制定针对性的预防泄漏对策，从而提高火电厂锅炉运行的安全性[1]。

1 锅炉“四管”泄漏的类型

1.1 省煤器管泄漏

造成省煤器管泄漏的原因有4 种。（1）锅炉内部受热面烟气流速不均匀，烟气中的颗粒物会冲击受热面，导致受热面削薄。（2）若省煤器管内部存在局部磨损，会导致煤气泄漏，并使得靠近墙壁和弯头的位置也出现磨损。（3）省煤器管排泄漏后，检修人员对烟道前后墙等重点部位进行拉开管屏检查和更换等许多工作。在拉屏检修过程中，可能造成部分管屏错排、偏斜等缺陷，不易完全修复，加剧了管屏的磨损。（4）省煤器蛇形管排每5 ～6 屏形成一组，每组通过3 个吊板悬挂在管排上方的省煤器中间联箱上。高温、低温省煤器上下方均布置有导流板，这些联箱、导流板均对烟气流及灰粒有导向和抛洒作用。烟气进入管排后再次对导流板和联箱下部进行回流，这种烟气的多次扰动，加快了省煤器局部磨损的速度。

1.2 水冷壁管泄漏

（1）磨损。水冷壁管的磨损大部分在炉膛短吹灰器的喷口周围。起吹点和吹灰枪含水的位置不正确，会导致出现吹损现象。

（2）腐蚀。高温燃气炉的内部容器壁与氧气发生化学反应，出现腐蚀现象。相关研究表示，水冷壁管产生高温时存在规律性，大部分位于燃烧供应区和高热负荷的区域[2]。水冷壁管泄漏现场如图1 所示。

图1 水冷壁管泄漏

1.3 过热器管与再热器管泄漏

（1）超温。一方面，火焰中心上移。煤粉细度调整和锅炉机组漏风等都会导致出现超温问题。火焰温度会影响过热器装置内部的烟气温度，部分大型锅炉设备的燃烧装置要调整烟气温度。如果燃烧器喷嘴的角度发生变化，那么过热器内部的烟气温度也会有所改变。若锅炉烟气温度较高，就会对锅炉设备运转造成威胁，影响锅炉的使用。另一方面，氧化皮堆积。管道氧化皮出现破损后会在管道弯头的部位沉积，降低管道内部的蒸汽流动阻力，弱化管道的冷却效果，导致超临界锅炉运行中高温过热器与再热器管道氧化皮出现脱落现象，使得管道出现爆管等问题。过热器泄漏现场如图2 所示。

图2 过热器泄漏

（2）磨损。管道内部的飞灰一般在烟气管道烟速突变位置停留，长期累积便会造成磨损问题，因此在锅炉维修过程中，要重视过热器管道的检查。在对过热器穿墙管、烟气走廊等进行检查时，如果发现烟气管道内部存在异物，就要检查异物周围的磨损情况，并及时取出异物。

1.4 烟气侧腐蚀

烟气侧腐蚀主要包括低温腐蚀和高温腐蚀两种类型。高温腐蚀的原因比较复杂，一般与腐蚀、变形、磨损等相关。局部壁温的升高会导致炉管存在超温痕迹，从而发生蠕变和氧化，出现金相组织老化的问题，降低了抗拉强度和硬度。由于煤质含硫量比较高，管壁烟气环境较为恶劣，使得管壁表面出现斑点。尾部受热面会出现低温腐蚀，该部位的壁温要低于烟气漏点。同时，硫酸蒸汽凝结导致尾部受热面存在腐蚀现象[3]。

2 锅炉“四管”泄漏的防范对策

2.1 坚持防磨防爆的预防原则

锅炉“四管”的防磨防爆预防对策要求火电厂企业要高度重视“四管”泄漏与爆炸事件，加强相关检查工作，从而减少“四管”爆漏次数。首先，通过科学的方法全面掌握“四管”的情况，分析导致“四管”爆炸泄漏的因素，并分析爆炸泄漏锅炉部件和爆炸事件的发生规律，避免发生类似事故。其次，检查人员要定期检查并记录受热面部件的使用情况，根据使用寿命与使用情况制定针对性的防范对策。再次，制定详细的防磨防爆台账，完整记录大修的检查过程和结果，如缺陷位置、处理方法和整体检查等。通过分析锅炉的运行方式和整体结构，总结锅炉容易出现问题的部位，以此开展检查工作。最后，创建详细的超高温台账，及时发现“四管”温度异常情况，向运行人员反馈，保证调整的有效性。在检修前，要求全面统计超温情况，并判断检修工作中需要注意的重点部位[4]。

2.2 加强工作人员的培训

锅炉内部件的使用寿命不同，不同运营环境也会对锅炉寿命造成影响。因此，首先要制订科学的检验计划，优化检验方法，从而细化检验内容。其次，单位要定期对耐磨防爆人员开展专业培训，增强工作人员的工作能力，保证他们能够有效分析“四管”缺陷的产生原因，合理使用新工艺、新技术和新材料，提高锅炉“四管”的防护等级。再次，要增强相关操作人员的操作参数调节能力，有效控制管壁温度。尤其是超临界锅炉，温度控制和水垢之间具有密切关系。最后，合理使用维修皮带，提高工作人员的维修水平，并开展耐磨防爆检查。要根据机组运行的实际情况对机修小组开展系统培训，学习典型事例，全面分析锅炉“四管”的泄漏问题，提高防磨防爆人员的技术水平。在维修工作前，工作人员要开展安全技术交底，充分掌握维修技术，执行检验程序，详细记录检验数据，严格根据质量验收程序进行验收[5]。

2.3 重视管材质量

提高管材质量能够避免出现锅炉“四管”泄漏等问题。在锅炉设备生产加工过程中，生产厂家要使用先进的加工技术，加强锅炉设备的质量监督工作，促使相应技术规范有效落实到锅炉设备生产中。在换管前，工作人员要进行锅炉生产管材的光谱分析，避免使用错误的管道导致出现泄漏问题。另外，提高焊接质量也能够避免锅炉“四管”出现泄漏等问题。在焊接过程中，受热面焊口射线检测尤为重要。为了防止锅炉“四管”因焊口质量问题出现泄漏事故，要求控制射线检测合格率为100%。

2.4 合理布置管材结构

在锅炉设备生产过程中，受热面检查是十分重要的环节。对于管材中膨胀受阻的部件，工作人员要及时处理。需要解决的主要问题包括管卡、管壁和护板等，以便在固定装置使用过程中可以构成整体联动的状态[6]。针对存在膨胀问题的管材部位，设置防磨护铁能够避免出现泄漏等问题。管材结构的设置，如图3 所示。

图3 管材结构的设置

2.5 加强锅炉的运行管理

分析我国火力发电技术的实际情况可知，在锅炉运行过程中存在“四管”氧化等问题。因此，应加强锅炉的运行管理，避免出现氧化超标现象。其中，强化防爆检查工作是火电厂加强锅炉运行管理的主要对策。在水冷壁管防爆检查过程中，要求工作人员重视燃烧器管、吹灰器管和水冷壁管结焦等问题。为了避免出现“四管”泄漏等问题，检查人员要重视大包内水冷壁管出口联箱处的角焊缝，还应分析燃烧区域经常发生磨损的原因，根据超音速电弧喷涂工艺控制磨损[7]。

2.6 做好事故调查

由于锅炉管道内壁变薄或者管道破裂的现象不可避免，在出现安全事故后要全面调查事故发生的原因，从而吸取经验教训，避免出现类似事故。首先，企业要购买合适的检测仪器检查锅炉与问题管道。锅炉为大型设备，大部分部位无法进行人力检测，要根据测厚设备或者仪器开展检查。其次，企业要培养专业人才优化设备运行与生产技术，学习行业内的前沿技术，提高企业竞争力。对于已经发生的事故，要通过主要原因、影响因素创建事故处理的完善对策，降低事故的发生概率，从而避免对企业经营造成影响。最后，企业要制定应急预案，如果锅炉运行出现安全事故，员工能够根据已有方法应对，避免事故加剧。

2.7 加强锅炉的运行防护

企业要加强锅炉各环节的防护工作，保证该项工作的条理性。首先，在锅炉设计过程中全面分析锅炉的用材方式和煤炭燃烧情况，要求设计的锅炉具备防磨防爆能力，从而降低锅炉的运行损耗，降低企业的生产成本。其次，在锅炉安装焊接时开展安全检查和测试，保证零件满足需求，避免管材厚度不均匀、表面裂纹。再次，在锅炉运行过程中检查锅炉的运行状态，降低运行损耗。若存在部分过热的情况要及时处理，从而消除安全隐患。最后，在锅炉轮换工作中要求安检人员开展安全检查工作，在不影响企业生产的同时保证锅炉运行的安全性[8]。

3 结语

火电厂锅炉“四管”防磨防爆工作尤为重要，对生产企业的经济效益影响较大。火电厂管理人员应重视日常防护和检查，如果发现违规情况要立刻停工处理。在出现事故后要全面分析，吸取经验教训，在今后工作中加强改进。在日常操作过程中，要加强各环节的管理防护工作，定期培训员工，制定必要的奖惩机制，激发工作人员的积极性，从而保证锅炉运行的稳定性。