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摘要： 在火力发电厂中，锅炉“四管”泄漏始终是火电厂安全生产的重大威胁，锅炉因"四管"泄漏停机，不仅严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失，而且使电网的安全运行受到冲击。本文通过分析“四管”爆破的根本原因，并结合其它发电厂这一方面的成功经验，提出防止“四管”爆破的综合治理和预防措施。
关键词：四管 泄漏 原因 预防对策
1、前言
省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管简称锅炉"四管"，是锅炉的主要承压部件。四管泄漏是火力发电厂机组的严重威胁。为了提高锅炉运行的稳定性和经济性，我们必须不断摸索四管爆漏的特点和规律，查找“四管”泄漏的影响因素并且制定有效的防范措施，对防止和减少锅炉“四管”的泄漏具有重要的意义。
2、原因分析
结合现场生产实际，造成锅炉"四管"泄漏、爆管的主要原因有以下几方面：飞灰冲刷或机械磨损;管材质量和焊接质量;超温运行;应力集中或检修工艺;运行环境影响。
2.1磨损是造成“四管”泄漏的首要因素，磨损的具体原因主要有以下几个方面。
实践表明，磨损泄漏爆管主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器等烟温较低的尾部受热面及喷燃器火嘴附近的水冷壁管。
2.1.1 防磨瓦或护板脱落。尾部受热器的前几排（1～3排）管子直接受到烟气灰粒的冲刷，磨损较后面管排严重;局部位置的防磨瓦发生变形、脱落，又未得到及时的恢复完善，在烟气的直接冲刷下磨损减薄，以致发生爆管。
2.1.2烟速过高。受热面管子的节距以及受热面管排与炉墙之间距离不符合设计要求，在管排与管排之间或管排与炉墙之间形成局部"烟气走廊"，或局部管子出列造成受热面管子积灰搭桥，引起局部烟速过高，从而加大该部位管子的磨损。
2.1.3 炉墙漏风。炉墙密封不严而漏风，特别是穿墙管在穿墙处密封不严，漏风形成涡流，
这样会也造成管子的局部磨损。
2.1.4吹灰磨损。吹灰器的不正常投入，会造成吹灰器区域的管壁磨损。若吹灰器运行中出现机械卡涩无法退出，使得管壁在强汽流冲刷下快速减薄而爆破。因此對吹灰器的正常维护检修尤为重要。
2.1.5机械磨损。管排固定装置的松动、脱落也会造成"四管"泄漏。如固定受热面管子的吊架、管卡、包扎管松动，使管子与管子之间、管子与包扎管之间互相碰磨。当管壁减薄到一定程度时，在内压的作用下，管子发生爆破。
2.2管材质量或焊接质量对锅炉"四管"泄漏的影响
管材质量差。如果母材本身存在缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩大就会导致过热器管爆管。例如：某电厂锅炉低温过热器在使用中发生爆管，爆管开裂口呈桃形，开口处由于爆裂已明显减薄。由爆口部位金相分析可知：该过热器管爆裂是由于炉管材质较差，组织不均匀，为不完全正火组织，母材基体存在大量微观孔洞，这些缺陷影响材料的强度，最终导致过热器管爆裂。
焊接质量差。在制造或维修中由于焊接质量不过关，在焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降，焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等会导致频繁爆管。某发电厂锅炉低温过热器在运行过程中发生泄漏，从爆管处宏观检验表明，焊缝的焊接质量较差，焊缝根部存在大量焊瘤，泄漏点大多分布在焊缝熔合线及热影响区内，金相检验结果表明，管束的金相组织是正常的，焊缝、熔合线、热影响区的金相组织为粗大魏氏组织+铁素体，组织极为粗大，是不正常组织。经以上分析可知，爆管是由于管材焊缝的焊接质量极差，在焊缝熔合区内存在粗大魏氏组织、大量非金属夹杂等缺陷而造成的。另外，异种钢焊接部位也是易造成爆管的部位，会在焊接接头处因热胀差发生环向的破裂。
2.3超温运行也是造成锅炉"四管"泄漏的重要因素
受热面短期过热。管内汽水流量分配不均、管子内部严重结垢、管内异物、错用钢材是导致受热面短期过热的主要原因。某电厂锅炉高温段过热器管在刚投产的第一个月，就频繁发生爆管，后来疑是管内异物堵塞造成汽水流动不畅，利用检修机会对经常爆管部位进行扩大性割管抽检，后来从割下的过热器管内发现“眼镜片”（在联箱制造打孔时形成的圆形铁片）。最后采用通球试验，彻底清除了异物后过热器运行正常。这就是管内异物堵塞导致短时超温爆管的典型案例。
受热面长期过热。锅炉受热面管子由于热偏差、水动力偏差或积垢等原因，导致金属长期在超温状态下运行，进而使金属发生蠕变（管子胀粗），直至破裂。长期过热主要发生在高温过热器的外圈向火面，低温过热器也可能发生。例如：某发电厂锅炉大修时，锅炉检验中心对锅炉受热面进行抽查检验，对高温过热器管做金相分析，发现其组织为铁素体+碳化物，珠光体已球化，球化程度为3～4级，碳化物成小球状分布于铁素体的晶粒边界上，抗拉强度已明显降低。分析原因主要是由于近几年内全厂蒸汽负荷较低，锅炉长期处于低负荷运行状态，过热器管内蒸汽流速较低，传热效果差，管壁长期处于超温状态，从而导致过热器管长期过热使内部组织发生化。又如：2006年8月30日，国华台电1号炉延伸侧墙集箱预留管发生泄漏，预留管的材质20G。由于在平时运行过程内部没有流动介质冷却而直接暴露在炉内的高温烟气中，锅炉这个部位的温度大约700℃左右，然而20G的许用温度≤450℃，预留管一直工作在超温状态下，最后因长期超温而爆管。
2.4应力集中或检修工艺的影响
在锅炉下部冷灰斗斜坡水冷壁或左右侧墙之间的结合部分在锅炉启停过程中会发生膨胀不畅造成应力集中，拉裂管子。水冷壁管检修时对鳍片管的焊接质量容易忽视，认为鳍片单面焊接就可以，在锅炉运行后，由于水冷壁管与鳍片的膨胀系数不一样，容易造成水冷壁拉裂。
3防止锅炉"四管"泄漏的措施
防止"四管"泄漏，以下措施值得我们借鉴和学习。
（1）利用停机检修机会对磨损超标受热面进行检修或大面积更换。
（2）采用新技术、新方法来增加设备的使用寿命。如省煤器穿墙处、靠墙两侧添加防磨护板或护瓦，以加强防磨作用;水冷壁管燃烧区域内，为防止高温腐蚀，采用喷涂新型防腐蚀材料的方法，解决高温腐蚀的问题。
（3）进行空气动力场试验。严格检查喷燃器安装角度、切圆是否符合实际情况，严防气流冲刷水冷壁管，并在运行中加强燃烧调整。
（4）加强化学监督。
6结束语
降低或减少锅炉“四管”泄漏是火力发电厂的一项艰巨而长期的任务，对于大容量电站锅炉受热面，由于温度、压力高，系统结构复杂，受热面积大，很容易发生热偏差而导致爆管。防止“四管”泄漏是一项综合工程，没有捷径可走。我们只有加强监督、加强管理。坚持“预防为主”的方针，掌握“四管”爆漏的特点和规律。踏踏实实地做到应查必查、应修必修、修必修好地原则和态度，才能保证锅炉"四管"的安全运行。
参考资料
[1] 传热学 华北电力学院编
广东珠三角电力工程技术有限公司 广东 台山 529228
关键词：四管 泄漏 原因 预防对策
1、前言
省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管简称锅炉"四管"，是锅炉的主要承压部件。四管泄漏是火力发电厂机组的严重威胁。为了提高锅炉运行的稳定性和经济性，我们必须不断摸索四管爆漏的特点和规律，查找“四管”泄漏的影响因素并且制定有效的防范措施，对防止和减少锅炉“四管”的泄漏具有重要的意义。
2、原因分析
结合现场生产实际，造成锅炉"四管"泄漏、爆管的主要原因有以下几方面：飞灰冲刷或机械磨损;管材质量和焊接质量;超温运行;应力集中或检修工艺;运行环境影响。
2.1磨损是造成“四管”泄漏的首要因素，磨损的具体原因主要有以下几个方面。
实践表明，磨损泄漏爆管主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器等烟温较低的尾部受热面及喷燃器火嘴附近的水冷壁管。
2.1.1 防磨瓦或护板脱落。尾部受热器的前几排（1～3排）管子直接受到烟气灰粒的冲刷，磨损较后面管排严重;局部位置的防磨瓦发生变形、脱落，又未得到及时的恢复完善，在烟气的直接冲刷下磨损减薄，以致发生爆管。
2.1.2烟速过高。受热面管子的节距以及受热面管排与炉墙之间距离不符合设计要求，在管排与管排之间或管排与炉墙之间形成局部"烟气走廊"，或局部管子出列造成受热面管子积灰搭桥，引起局部烟速过高，从而加大该部位管子的磨损。
2.1.3 炉墙漏风。炉墙密封不严而漏风，特别是穿墙管在穿墙处密封不严，漏风形成涡流，
这样会也造成管子的局部磨损。
2.1.4吹灰磨损。吹灰器的不正常投入，会造成吹灰器区域的管壁磨损。若吹灰器运行中出现机械卡涩无法退出，使得管壁在强汽流冲刷下快速减薄而爆破。因此對吹灰器的正常维护检修尤为重要。
2.1.5机械磨损。管排固定装置的松动、脱落也会造成"四管"泄漏。如固定受热面管子的吊架、管卡、包扎管松动，使管子与管子之间、管子与包扎管之间互相碰磨。当管壁减薄到一定程度时，在内压的作用下，管子发生爆破。
2.2管材质量或焊接质量对锅炉"四管"泄漏的影响
管材质量差。如果母材本身存在缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩大就会导致过热器管爆管。例如：某电厂锅炉低温过热器在使用中发生爆管，爆管开裂口呈桃形，开口处由于爆裂已明显减薄。由爆口部位金相分析可知：该过热器管爆裂是由于炉管材质较差，组织不均匀，为不完全正火组织，母材基体存在大量微观孔洞，这些缺陷影响材料的强度，最终导致过热器管爆裂。
焊接质量差。在制造或维修中由于焊接质量不过关，在焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降，焊缝中存在气孔、夹渣、焊瘤等会导致频繁爆管。某发电厂锅炉低温过热器在运行过程中发生泄漏，从爆管处宏观检验表明，焊缝的焊接质量较差，焊缝根部存在大量焊瘤，泄漏点大多分布在焊缝熔合线及热影响区内，金相检验结果表明，管束的金相组织是正常的，焊缝、熔合线、热影响区的金相组织为粗大魏氏组织+铁素体，组织极为粗大，是不正常组织。经以上分析可知，爆管是由于管材焊缝的焊接质量极差，在焊缝熔合区内存在粗大魏氏组织、大量非金属夹杂等缺陷而造成的。另外，异种钢焊接部位也是易造成爆管的部位，会在焊接接头处因热胀差发生环向的破裂。
2.3超温运行也是造成锅炉"四管"泄漏的重要因素
受热面短期过热。管内汽水流量分配不均、管子内部严重结垢、管内异物、错用钢材是导致受热面短期过热的主要原因。某电厂锅炉高温段过热器管在刚投产的第一个月，就频繁发生爆管，后来疑是管内异物堵塞造成汽水流动不畅，利用检修机会对经常爆管部位进行扩大性割管抽检，后来从割下的过热器管内发现“眼镜片”（在联箱制造打孔时形成的圆形铁片）。最后采用通球试验，彻底清除了异物后过热器运行正常。这就是管内异物堵塞导致短时超温爆管的典型案例。
受热面长期过热。锅炉受热面管子由于热偏差、水动力偏差或积垢等原因，导致金属长期在超温状态下运行，进而使金属发生蠕变（管子胀粗），直至破裂。长期过热主要发生在高温过热器的外圈向火面，低温过热器也可能发生。例如：某发电厂锅炉大修时，锅炉检验中心对锅炉受热面进行抽查检验，对高温过热器管做金相分析，发现其组织为铁素体+碳化物，珠光体已球化，球化程度为3～4级，碳化物成小球状分布于铁素体的晶粒边界上，抗拉强度已明显降低。分析原因主要是由于近几年内全厂蒸汽负荷较低，锅炉长期处于低负荷运行状态，过热器管内蒸汽流速较低，传热效果差，管壁长期处于超温状态，从而导致过热器管长期过热使内部组织发生化。又如：2006年8月30日，国华台电1号炉延伸侧墙集箱预留管发生泄漏，预留管的材质20G。由于在平时运行过程内部没有流动介质冷却而直接暴露在炉内的高温烟气中，锅炉这个部位的温度大约700℃左右，然而20G的许用温度≤450℃，预留管一直工作在超温状态下，最后因长期超温而爆管。
2.4应力集中或检修工艺的影响
在锅炉下部冷灰斗斜坡水冷壁或左右侧墙之间的结合部分在锅炉启停过程中会发生膨胀不畅造成应力集中，拉裂管子。水冷壁管检修时对鳍片管的焊接质量容易忽视，认为鳍片单面焊接就可以，在锅炉运行后，由于水冷壁管与鳍片的膨胀系数不一样，容易造成水冷壁拉裂。
3防止锅炉"四管"泄漏的措施
防止"四管"泄漏，以下措施值得我们借鉴和学习。
（1）利用停机检修机会对磨损超标受热面进行检修或大面积更换。
（2）采用新技术、新方法来增加设备的使用寿命。如省煤器穿墙处、靠墙两侧添加防磨护板或护瓦，以加强防磨作用;水冷壁管燃烧区域内，为防止高温腐蚀，采用喷涂新型防腐蚀材料的方法，解决高温腐蚀的问题。
（3）进行空气动力场试验。严格检查喷燃器安装角度、切圆是否符合实际情况，严防气流冲刷水冷壁管，并在运行中加强燃烧调整。
（4）加强化学监督。
6结束语
降低或减少锅炉“四管”泄漏是火力发电厂的一项艰巨而长期的任务，对于大容量电站锅炉受热面，由于温度、压力高，系统结构复杂，受热面积大，很容易发生热偏差而导致爆管。防止“四管”泄漏是一项综合工程，没有捷径可走。我们只有加强监督、加强管理。坚持“预防为主”的方针，掌握“四管”爆漏的特点和规律。踏踏实实地做到应查必查、应修必修、修必修好地原则和态度，才能保证锅炉"四管"的安全运行。
参考资料
[1] 传热学 华北电力学院编
广东珠三角电力工程技术有限公司 广东 台山 529228