判斷鍋爐“四管”泄漏的方法及原因分析

鍋爐一旦發生"四管"爆漏，增加非計劃停運損失，增大檢修工作量，有時還可能釀成事故，嚴重影響火力發電廠安全、經濟運行?？梢?，防止鍋爐四管漏泄是提高火力發電機組可靠性的需要，是提高發電設備經濟效益的需要，也是創建一流火力發電廠的需要。
　　所謂鍋爐“四管”，是指鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器；傳統意義上的防止鍋爐四管泄漏，是指防止以上部位爐內金屬管子的泄漏。鍋爐四管，涵蓋了鍋爐的全部受熱面，它們內部承受著工質的壓力和一些化學成分的作用，外部承受著高溫，侵蝕和磨損的環境，在水與火之間進行調和，是能量傳遞集中的所在，所以很容易發生失效和泄漏問題。
一、判斷鍋爐“四管”泄漏的方法 
（1）儀表分析。根據給水流量、主汽流量、爐膛及煙道各段煙溫、各段氣溫、壁溫、省煤器及減溫水流量的變化綜合分析。 
（2）就地巡回檢查。泄露處有不正常的響聲，有時有汽水外冒。省煤器泄漏，放灰管處有灰水流出，放灰管溫度上升。泄露初局部正壓。
（3）爐膛部分泄漏。燃燒不穩，有時會造成滅火
（4）煙囪煙氣變白，煙氣量增加
（5）再熱氣管泄漏時，電負荷下降（在等量的主蒸汽流量下） 
二、鍋爐“四管”泄漏原因的分類
　　通過查閱珠海發電廠以前關于“四管”泄漏的設備臺帳、運行措施和技術交流資料，并結合有關防止“四管”泄漏的技術資料，對影響“四管”泄漏的原因進行了統計分類，認為影響鍋爐“四管”泄漏的原因有以下幾方面：
1、管道應力集中產生泄漏。
產生應力集中主要是由于鍋爐結構及機組啟動中升溫升壓速率控制不好等原因造成的。在鍋爐下部前后拱及左右側墻之間的結合部分在鍋爐啟停過程中會發生膨脹不暢造成應力集中，拉裂管子。另外由于煤質原因使鍋爐結焦嚴重，大焦下落使渣斗內的溫度相對較低的水，被濺到底部水冷壁管壁上，造成該區域管壁熱應力集中；機組負荷變化，爐膛熱負荷變化速度大，使底部水冷壁產生熱應力；機組啟停爐時，爐膛內升降溫速度過快，使水冷壁產生熱應力。三種熱應力的綜合作用，使該區域的應力達到峰值，長期作用在此應力下就極易引發泄漏。

2、超溫爆管產生泄漏。超溫的原因較多，但主要的有兩方面：

一是受熱面左右煙溫偏差。珠海發電廠是四角切向燃燒鍋爐，在爐膛內形成的旋轉上升煙氣流在到達爐膛出口進入水平煙道時，煙氣流將由旋轉運動變為直線運動，此時氣流將以原旋轉圓周的切線方向進入水平煙道內，這就使煙氣流偏向于煙道的某一側，形成了水平煙道左右側的煙溫偏差，從而導致左右側的過熱器（再熱器）產生巨大吸熱偏差。對于逆時針（珠海發電廠）的切向燃燒鍋爐來說煙氣流往往偏向水平煙道右側，使右側的煙氣量和煙氣溫度均高于左側，導致右側傳熱強度高，傳熱溫差大、使右側受熱面的吸熱量增強，造成右側汽溫和管子金屬壁溫高于左側，并最終導致水平煙道右側管道頻繁超溫爆管。另外，一次蒸汽與二次蒸汽對溫差熱敏感性不同。一次蒸汽平均每吸收1?kcal/kg熱量，溫度升高為0.78℃，再熱蒸汽平均每吸收1?kcal/kg熱量，溫度升高1.78℃。一、二次蒸汽二者相比，同樣吸熱1?kcal/kg熱量，再熱蒸汽溫度變化要比過熱蒸汽高2.3倍，因此當吸熱量發生變化時，二次蒸汽溫度的變化幅度遠比一次汽大得多，二次汽對熱偏差的敏感性亦比一次汽強得多，加上二次汽的對流放熱系數較一次汽低，使再熱器受熱面金屬壁溫更高，更易產生超溫爆管問題?？刂蒲h鍋爐（珠海發電廠）由于調溫需要，不得不將再熱器布置于爐膛出口處，亦就是把對熱偏差最敏感的再熱器設置在煙溫偏差最大的爐膛出口處，這是造成鍋爐左右側再熱汽溫巨大偏差從而導致再熱器超溫爆管的主要原因之一。

二是材質問題。鍋爐右側的偏燒現象由于切向燃燒鍋爐設計形式不能改變，偏燒不可避免的地存在，因此只能從管子材質方面著手考慮，即采用高規格管子材質，提高管子的耐溫性能。受熱面管道的厚度由強度計算確定，管材的選用決定于管壁的工作溫度。當受熱面管子的壁溫在480oC以下，可用20號碳鋼，超過上述值，則要采用合金鋼。如果在電廠基建過程中選用材料不當，可能會給以后的長期運行留下隱患，珠海發電廠的鋼材選用還是比較合理，比如屏式再熱器的材料為15CrMo、12Cr1MoV和SA213-T91鋼，根據管壁工作溫度的不同使用在不同部位，而連接件的材料一般采用高耐熱鋼（ZGCr2oNi14Si2Mn1.5）,這就避免因為鋼材的選用不當造成損失。
三、運行監督
　　1、鍋爐啟停應嚴格按啟停曲線進行，控制鍋爐參數和各受熱面的管壁溫度在允許范圍內，并嚴密監視,及時調整,防止鍋爐各參數大起大落；
　　2、鍋爐啟動過程中應檢查和記錄各聯箱和汽包的膨脹指示器前指示，分析是否正常。停爐冷卻后要核對膨脹指示器是否恢復到原位；
　　3、鍋爐運行中，要嚴格執行“鍋爐水、汽監督規程”，保證汽水品質合格。應根據化學水給理的要求，按時進行每一回路的排污,注意每一回路排污閥全開的時間不超過半分鐘，各回路不得同時排污，當汽水品質惡化時，化學值班員應及時通知運行人員并向領導報告，同時查明原因,進行處理。當汽水品質惡化至危及設備安全運行時，要采取緊急措施，直至停爐；
　　4、鍋爐燃燒器應對稱均勻地投入，保證火焰中心適宜，防止結渣，減少熱偏差，注意控制好風量，避免風量過大或缺氧燃燒，防止鍋爐尾部再燃燒或過熱器超溫；
　　5、嚴密監視鍋爐蒸汽參數、蒸發量，水位及燃煤量，防止超溫超壓、滿水或缺水事故發生；
　　6、鍋爐結渣時，應及時進行吹灰和清除。防止形成大渣塊掉落砸壞冷灰斗水冷壁管；
　　7、加強對吹灰管理，應根據實際情況確定鍋爐受熱面吹灰的周期。應防止吹灰時漏氣，漏水或吹損受熱面；
　　8、加強對過熱器、再熱器管壁溫的監測，實事求是地做好記錄，發現超溫應及時分析原因，并盡可能首先從運行調整上解決超溫問題；
　　9、鍋爐運行人員應嚴格執行設備巡回檢查制度，當發現四管泄漏情況時應通知檢修及有關人員迅速查清泄漏部位或報告值長按有關規定及時處理；
　　10、做好四管爆漏事故分析，對四管爆漏事故要如實反映爆漏前的運行工況及處理措施。認真查明原因，明確責任，以便吸取教訓，采取相應的改進措施。
在防止鍋爐“四管”泄漏工作中，通過以上措施的實施，做到超前預測，加強預防，將會收到良好的效果。再、過熱器超溫現象將得到有效控制；吹灰器原因造成的管子吹損問題也將得到解決；尾部受熱面等部位的沖刷減薄情況將得到減輕。總之“四管”泄漏事故顯著降低，機組運行的安全經濟性將大大提高。

只有重視運行的規范操作和精確控制，重視設備的更新改造，重視問題和事故的深入分析，規范細致地開展防磨防爆檢查工作，著重抓好防治措施，才能保證鍋爐設備的健康狀況，將鍋爐“四管”泄漏問題降低到最低水平。