当前位置：文档之家 › 锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

  • 格式：pdf
  • 大小：295.84 KB
  • 文档页数：2

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

发布时间：2022-08-10T05:35:47.280Z 来源：《当代电力文化》2022年第6期 作者： 杨佳庆

[导读] 锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。

杨佳庆

大唐长春第二热电有限责任公司 吉林长春 130031

摘要：锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。本文对锅炉“四管”漏泄原因进行分析并提出预防措施，减少锅炉“四管”漏泄次数，增强设备可靠性，提高企业经济效益。

关键词：四管；漏泄；腐蚀；处理

锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器。锅炉“四管“涵盖了锅炉的全部受热面，内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中所在，因此很容易发生漏泄问题。

公司六台锅炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产，额定蒸发量670t/h、超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉，采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管

的泄漏。根据近几年的统计，由于锅炉“四管”漏泄造成机组非停的占公司各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生“四管”漏泄，增大检修

工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全和经济运行。

1.“四管”漏泄原因分析

造成锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。

1.1磨损

煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力

就越大；烟气携带的灰粒越多，撞击的次数就越多，加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热

面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征，管壁减薄，外表光滑。

造成严重飞灰磨损的原因是结构因素，设计、安装与检修的不足都可能导致磨损加剧。喷燃器、吹灰器和三次风喷嘴附近水冷壁等处也是煤粉磨损较为严重的部位。在安装、运行和检修过程中，如果受热而管子未固定牢或管卡受热变形，管排就会发生振动并与管卡发生

碰撞磨损，也要造成机械磨损而漏泄。

1.2腐蚀

锅炉“四管”受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀，严重时可能导致腐蚀爆管事故。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550-710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧

化膜，即发生高温腐蚀。水冷壁上若产生结渣，在周围处于一定温度和还原性气体条件下，会产生较为严重的水冷壁管外腐蚀。

水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域。大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高，尤其是左右两侧烟温相差较大时，腐蚀比较严重。正常运行情况下，锅炉并不会引起管内腐蚀与结垢。品质良好的给水中带有少量杂质，通过炉水处理成为水渣或胶

状物质，溶解在水中通过排污排出。当给水品质不良时，炉水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等杂质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离

出来附着在管内表面，形成水垢，水垢的传热系数只有钢管的1/200，影响传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包或破裂。锅炉受热面在

停用时与不合格水或湿空气接触，受空气中O2、CO2和SO2的影响会产生管内化学腐蚀。在给水含氧超标时，也会使省煤器内壁产生点状

氧腐蚀。

1.3过热

过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，

使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。

过热分长期过热和短期过热，长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现

象。长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长

期过热爆管的破口形貌，具有蠕变断裂的一般特性，管子破口呈脆性断口特征，爆口粗糙，边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不

多。

短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降，在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象。短期过热常发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。

1.4焊接质量和拉裂

锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，大型锅炉整个受热面焊口数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体

被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作用下微裂纹的尖端、缺陷处的高应力逐渐使基杆开裂并发展成宏观裂纹，最终贯穿受热面管壁

导致漏泄事故。焊接缺陷的产生原因很多，它与结构应力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平等有关。

保证焊接质量必须加强焊工管理及焊接工艺质量的检验评定。

“拉裂”是指在锅炉经过多次起停后连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。这些部位炉外有保温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发现，也很难装设监测设备。“拉裂”引起的漏泄所占比例较

大，应认真检查减少“拉裂”漏泄，预防拉裂主要是消除应力集中现象。

2.“四管”漏泄管控措施 造成锅炉“四管”泄漏的因素较多，必须针对不同的原因从运行和检修以及管理等方面采取预防措施。

2.1加强检修管理

生产人员提高认识，加强“四管”的检查监督力度。充分利用大、小修对四管进行宏观检查，坚持“逢停必检”原则，掌握锅炉“四管”金属长期运行中的性能规律，发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查，发现问题及时彻底地

处理。加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检

查，对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强四管附件的检查，对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量控制关。同时

要提高检修水平，针对设备老化进行受热面更换等技术改造。

2.2加强运行管理

运行人员要认真操作，按规程加减负荷。密切监视四管报警情况，严防受热面“四管”超温，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。加强入炉煤快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风粉量和过剩空气

量，使煤粉在炉内充分燃烧。保证磨组在最佳状态运行，严格控制煤粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中心不倾斜，严

格控制各部件的参数，严禁超限运行，加强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保证品质合格等。

3.结论

锅炉“四管”漏泄治理是一项综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理。定期对机组运行、检修中暴露出的问题开展专题分析活动，超前谋划和防范，制定切实可行的目标、技术措施，层层落实岗位责任制。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧，控制

合理风速，控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度。坚持“逢停必检”方针，加强对隐蔽部

位的检查，发现问题并及时处理，减少锅炉非停，保发电厂的安全稳定运行。

作者简介：杨佳庆（1993- ），男，助理工程师，从事发电厂锅炉运行工作。

合集下载

锅炉“四管”泄漏原因分析及预防对策

锅炉“四管”泄漏原因分析及预防对策

锅炉“四管”泄漏原因分析及预防对策

摘要：四管在锅炉中发生泄露，给电厂带来了很大的影响，给电厂带来了很大的损失。造成四管泄露的因素很多，磨损、腐蚀和过热是造成四管泄露的重要因素，文章对其产生的原因进行了分析，并提出了防止四管泄露的对策。

关键词：四管；泄漏原因；预防措施

1、造成四管泄漏的主要原因分析

1.1原始缺陷或焊接缺陷

目前，我国钢铁企业生产的钢管存在着许多与钢材锻造和延展过程相同的缺陷，如气泡、夹层、褶皱、壁厚不均匀、退火不彻底、晶粒度大等，这些都是钢管生产过程中出现缺陷。

由于受热表面上的每个管道都有大量的焊缝，整个台锅炉的四个管道焊接上万个，而受热表面又是一个承受高温、高压的设备，其焊接的质量直接关系到整个锅炉的安全性和经济性。

1.2磨损

腐蚀的原因是灰颗粒对管道壁面的冲击和摩擦。烟气流速、飞灰浓度、粒径尺寸、飞灰颗粒理化性能、受热表面布局和构造等是影响飞灰侵蚀的重要因素。另外，还受操作条件的影响。同时，粉尘含量高，易造成严重的磨耗。因而，在燃烧含高灰量的煤粉炉中，其磨耗问题更加突出。另外，烟道内的部分区域，如烟道等，若出现了烟尘聚集现象，将导致磨耗较大。若燃烧灰渣颗粒多为硬质，且颗粒粗且呈角状，且受热面的烟道温度偏低，使得灰渣颗粒硬化，那么，灰渣颗粒的磨耗也会增加，特别是在省煤器区，由于烟道温度偏低，灰渣颗粒硬化，造成的磨耗更大。由于风化速率与风化速率呈三次方正比，因此对风化速率的影响最大。所以，在设置加热表面时，不仅要注意烟气速度的控制，而且要注意防止局部区域的流速过快。 1.3腐蚀

在腐蚀过程中，金属管道的壁面会逐渐变薄，如果不采取适当措施，将会造成管道的腐蚀和破裂。管道的腐蚀分为两类，即管道外部的高温表面腐蚀和管道内部的化学腐蚀。

高温管道的外壁腐蚀多集中在锅炉的高热载区。其腐蚀机理为含有硫的煤体，以硫酸为主的熔融盐型腐蚀，以硫化氢、硫氧化物为主的气体腐蚀。已有的研究表明，煤炭在燃烧时，其含硫化合物会与氧气发生化学反应，而在高温下，其中的K、Na盐会转变成其较高的氧化钾、氧化钠，并与其形成的三氧化硫反应，形成其硫酸根，进而与Fe3O4、SiO2等形成复合硫酸根。在550—580摄氏度时，该化合物以熔化态附着于管道壁上，与铁反应，加速了管道的侵蚀。

锅炉四管泄漏的原因浅析及防治

锅炉四管泄漏的原因浅析及防治

1 锅炉四管泄漏的原因浅析及防治

唐建东 孙启顺 梁铁军

（海勃湾发电厂，内蒙古 乌海 016034）

摘要：本文分析了锅炉四管泄漏问题的规律和生产过程中的防治重点，认为防治锅炉四管泄漏工作是一个复杂的系统工程，需要在统一的要求下，结合自己的具体情况，不断完善制度、标准、规程体系，依据制度和标准规程，规范和不断深入地开展工作。在重视人员培训和交流协作的同时，重视运行的规范操作和精确控制，做规范细致的防磨防爆检查工作，重视设备的更新改造，重视问题和事故的深入分析和落实整改，只有这样，才能保证设备的健康状况，将锅炉四管泄漏问题降低到最低水平。

关键词：锅炉四管泄漏问题、规律、生产过程、防治

1 锅炉四管泄漏问题的规律及认识

所谓锅炉“四管”，是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器；传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管子的泄漏。锅炉四管，涵盖了锅炉的全部受热面，它们内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是矛盾集中的所在，所以很容易发生失效和泄漏问题。

根据2000年全国200MW及以上火电机组可靠性统计，锅炉设备事故造成的非计划停运次数占机组全部非计划停运次数的48.9%，而其中由于锅炉四管爆漏事故造成的非计划停运又占锅炉总的非停事故次数的60.5%。近一段时间，锅炉承压部件泄漏事故的发生又呈现出上升的态势。

电厂里的所有事故，从本质上都归属于能量和工质的不平衡、以及设备性能与其所处的具体工作条件不相适应两方面的原因，锅炉四管泄漏问题也不例外。但锅炉四管范围比较大，各自的材质和工作条件不同，呈现问题的原因、机理和方式是多种多样的，涉及到设计、制造、安装、调试、运行、检修、维护等工序区分和不同部门，以及锅炉、化学、金属、热工等各专业，而且已发生的需要治理，没有发生的需要预防，工作细碎而具体，所以锅炉四管泄漏问题和对应的防磨防爆工作，具有多样性和复杂性。

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

锅炉“四管”漏泄原因分析及管控措施

发布时间：2022-08-10T05:35:47.280Z 来源：《当代电力文化》2022年第6期 作者： 杨佳庆

[导读] 锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。

杨佳庆

大唐长春第二热电有限责任公司 吉林长春 130031

摘要：锅炉“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。本文对锅炉“四管”漏泄原因进行分析并提出预防措施，减少锅炉“四管”漏泄次数，增强设备可靠性，提高企业经济效益。

关键词：四管；漏泄；腐蚀；处理

锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器。锅炉“四管“涵盖了锅炉的全部受热面，内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中所在，因此很容易发生漏泄问题。

公司六台锅炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产，额定蒸发量670t/h、超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉，采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管

的泄漏。根据近几年的统计，由于锅炉“四管”漏泄造成机组非停的占公司各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生“四管”漏泄，增大检修

工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全和经济运行。

1.“四管”漏泄原因分析

造成锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。

1.1磨损

煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力

就越大；烟气携带的灰粒越多，撞击的次数就越多，加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热

锅炉四管爆管泄漏原因及防止措施

锅炉四管爆管泄漏原因及防止措施

锅炉四管爆管泄漏原因及防止措施

摘要：我国火力发电厂锅炉“四管”漏泄是造成发电设备可靠性差的一个主要因素，同时锅炉四管漏泄造成主机非计划停运次数占火力发电机组非计划停运总次数的比例很大，造成的损失也很大。

关键词： 省煤器 水冷壁 过热器、再热器、泄漏

前言：

锅炉四管漏泄事件在火力发电厂经常发生，其中过热器漏泄，水冷壁漏泄，省煤器漏泄。其中，炉燃烧器处水冷壁空间弯头爆裂严重，省煤器管子磨损严重，发生爆漏。

1. 省煤器磨损漏泄原因及防止措施

省煤器的故障主要是磨损，尤其是燃用劣质煤的锅炉。

1.1磨损机理

由于流过锅炉受热面的烟气具有一定的速度，在烟气中又含有形状不规则的固体颗粒，这些颗粒流经受热面时，就会对受热面产生撞击和磨擦。磨损主要是由于灰粒对管壁撞击和磨削引起，磨损之所以多发生在冲击角为30°～50°的部位，那是由于烟气速度、飞灰浓度、粒度随时都在变化的结果。

1.2省煤器易磨损的部位

省煤器的磨损，主要表现为局部磨损和均匀磨损两个方面，尤其是局部磨损易引起省煤器漏泄，其位置多发生在省煤器左右两组的中部弯头、靠近前后墙的几排管子、错列省煤器顺烟气流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨损措施不当易引起其附近管子磨损的部位等。

1.3对飞灰磨损的主要影响因素

飞灰浓度、灰粒的物理化学性质、烟气流速以及受热面的布置与结构特性。此外，还与运行工况有关。同时灰浓度大，容易引起强烈的磨损。因此，煤粉炉尤其是烧多灰燃料时，磨损问题更为严重。此外，如果在烟道局部地区造成飞灰浓度集中，例如烟气走廊，也会引起严重磨损。如果燃料灰粒中多硬性物质，灰粒粗大而有棱角，受热面所处烟温较低而使灰粒变硬，则灰粒的磨损性也加大。

1.4防磨措施

防止省煤器磨损的途径有两个方面，一是消除磨损源，二是限制磨损速度。在目前采用的防磨措施中，主要是限制磨损速度，其办法有以下一些：

1.4.1降低烟气流速