论文部分内容阅读
摘 要：水冷壁、过热器、再热器和省煤器通常合称为锅炉“四管”。锅炉“四管”对机组的安全稳定运行起着至关重要作用。锅炉一旦发生爆管现象必须停炉进行维修处理，以致降低爆管给电厂带来的不必要的麻烦和损失。本文就“四管”爆破的主要原因做了简单的分析，并给出了相应的防止措施。
关键词：锅炉四管;爆破;原因;措施
1 绪论
随着我国能源技术高质量快速发展，我国的火力发电厂在处理锅炉“四管”爆破的问题上取得了很大的突破。但仍然還有很大的不足之处，为了进一步提高电厂锅炉“四管”的使用寿命，同时也能够节约火电厂运行成本，我们必须对引起锅炉“四管”爆破的各种原因进行分析，并对产生的原因给予相应的应对措施。尽管锅炉设备在设计，安装和运行方面已大大改善，但锅炉“四管”爆破还是会经常发生的。我们要了解四管爆破的原因并及时掌握防止四管爆破的处理方法，这样才能使电厂安全经济运行。
2 锅炉“四管”爆漏的原因分析
2.1磨损是“四管”爆破的首要因素
在锅炉运行过程中，磨损是“四管”爆破的主要原因之一。主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器和燃烧器附近的水冷壁管。由于省煤器的结构排管密集，烟气在其内有较高的流速，致使炉烟中的灰粒和炉内燃烧不充分的煤粉加速跑向尾部，加剧了对省煤器的磨损程度，所以在省煤器、过热器、再热器三个受热面中省煤器的磨损程度最为严重。与省煤器相比，过热器和再热器的损失较小，一般发生在局部位置。
飞灰摩擦损失是影响锅炉正常运行的主要原因，烟气速度越大，加剧了对管道的冲击碰撞程度，同时使管壁变薄加快了磨损进程。由于锅炉的设计、安装、检修等不够，都有可能导致飞灰摩擦损失。在过热器的安装和维修中，再热器受热面管子固定不牢或变形，造成机械磨损和泄漏。
2.2腐蚀是“四管”爆破的重要影响因素
由于高温高压的原因，水冷壁管外壁容易发生高温腐蚀，并且炉内的燃用煤含有的硫化物成分较高，膛内燃烧区水冷壁贴壁处与氧气接触面积变小。燃烧时产生CO、SO2与高温高压区域受热面管子相接触易发生化学反应，使水冷壁管变薄，导致爆管泄露。在还原气体浓度高的地方，腐蚀程度更严重。
锅炉给水杂质造成受热面积灰，容易引起水冷壁管内壁腐蚀。因为管内水中存在沉积物同时由于其他元素的存在，使管中水的PH值发生改变形成酸碱性环境，对水冷壁造成一定的腐蚀，最终导致水冷壁管爆破。
2.3 过热对锅炉“四管”爆破的影响
过热器和再热器发生过热，是因为它们是受热表面工作液温度和传热效果差。当出现过热现象后，过热器和再热器管壁温度超过它们的允许使用温度范围内，此时管组织结构发生变化，大大降低了承压部件所能够承受的最大应力值，同时在管子的内力作用下管子会产生一定程度的形变，加快了“四管”爆破的进程。
短期过热和长期过热是过热的两种情况。与两者相比，在很多情况下会发生长期过热，并且由于长时间处于高温环境中而导致管道破裂，从而导致管道破裂。长期过热主要发生在高温过热器管出口部分外圈的着火侧。由于长期过热的存在，使管壁变薄变脆。短期过热是指管壁温度低于所要求的最低温度的材料，管材强度恶化容易出现爆管现象。而过热器受热面管子常发生短时过热。
2.4 管材质量和焊接质量对锅炉“四管”爆破影响因素
随着温度和压力的升高，过热器容易产生爆管现象。管材质量是锅炉正常运行的前提。“四管”一旦出现质量问题，就特别容易发生爆管事故。在锅炉的运行过程中如果选用不符合质量要求的管材，会降低管材的性能，处于高温工作状态，从而导致爆管泄露。
另外，焊接质量对于锅炉“四管”也很重要。锅炉管道的许多接口是通过焊接设计来完成的，在焊接的工作中，如果焊接处没有把握好，极易存在裂纹、夹渣、未焊接上等问题，从而加大受热面的爆管泄漏的可能性。焊缝焊接质量较差，高温导致在焊缝处会存在一些漏点，进而引起爆破。
3防止锅炉“四管”爆破的措施
3.1 “四管”防磨、防腐措施
（1）在省煤器、低温过热器、低温再热器的尾部受热面涂抹耐磨抗腐蚀涂料或使用防磨装置;
（2）为了防止水冷壁的高温段，特别是焊缝的位置，应采用新的防腐材料;
（3）继续加强防磨防爆研究，不断对锅炉受热面设备进行全面检查;
（4）消除“烟气走廊”是降低低温再热器管和覆盖壁管磨损的最有效途径;
（5）合理调节燃烧，使燃烧条件和火焰中心位置达到最佳，降低高温腐蚀，减少烟气偏差和流量偏差;
（6）加强吹灰器管理，防止吹灰器泄漏进而破坏受热面管子。
3.2 加强运行管理
（1）锅炉在工作时，应规范操作，以确保锅炉的四个管子处于良好的工作状态;
（2）加强锅炉运行的监督管理，防止管壁超温引起爆管泄露;
（3）严格控制管道水蒸气质量，确保锅炉蒸汽水质量良好;
（4）加强选煤监督管理，选用优质煤，能够有效降低硫分、挥发分以及灰分。
3.3防止“四管”过热的处理措施
（1）改善炉内燃烧状况，减小燃烧中心高度;
（2）定期进行化学洗涤，去除杂质物;
（3）对受热面的结构进行改造，使介质流量能够合理分配;
（4）除去管子表面附着物。
3.4管材质量和焊接质量方面
（1）对焊材库进行加强监督管理，对焊材质量要求严加把控;
（2）每次在换管前应进行合格检验;
（3）对焊接材料应加强管理，防止焊接材料受潮和失效，影响焊接质量;
（4）每次焊后对管道进行热处理和无损检测。
4 结论
通过上述分析可知，“四管”对锅炉正常运行中扮演着非常重要的角色。本文就锅炉“四管”爆破的主要原因及处理措施做了简单分析。在锅炉运行过程中可能会出现由磨损、腐蚀、过热、管材质量和焊接质量等问题引起的四管爆破给电厂带来较大的经济损失。因此，防止“四管”爆破的措施显得尤为重要。防止“四管”爆破方法很多，在各自优势的前提下，制定一套完整应对事故发生的可行性方案，以最大的程度消除锅炉“四管”等设备的安全隐患，确保机组安全运行。
参考文献：
[1]刘宇卿，胡卫华.电厂锅炉“四管”泄漏原因分析及预防措施[J].中国电力教育，2011（03）：76-77+79.
[2]鲁忠科，鲁玺梦，万勇.锅炉“四管”及热力系统主要承压管道泄漏原因分析与预防[J].锅炉技术，2011，42（04）：53-56.
[3]杨春明.锅炉四管漏泄原因及预防措施的研究与应用[J].黑龙江科技信息，2012（27）：11-12.
[4]王鹏程.新密电厂2×300MW机组锅炉爆管原因分析及防范措施[J].河南电力，2013，41（02）：56-58+46.
[5]苏永健，关鑫源.超临界锅炉右包墙过热器爆管原因分析及预防措施[J].山西电力，2017（05）：66-69.
[6]肖向前，温清州.300MW机组“四管”泄漏原因分析及改进措施[C].//中国电机工程学会热电专业委员会.第五届发电厂锅炉优化改造与配煤掺烧技术经验交流研讨会论文集.2015：390-394.
[7]江宝世.火电站锅炉四管泄漏分析预防与技术管理[C].//中国电力企业联合会.第五届全国电站锅炉专业年会论文集.2010：807-819.
作者简介：
杨冠华，男，1994年出生，汉族，山西省大同市，本科在校生，中国矿业大学银川学院信息工程学院，研究方向：能源与动力工程（火电厂）
关键词：锅炉四管;爆破;原因;措施
1 绪论
随着我国能源技术高质量快速发展，我国的火力发电厂在处理锅炉“四管”爆破的问题上取得了很大的突破。但仍然還有很大的不足之处，为了进一步提高电厂锅炉“四管”的使用寿命，同时也能够节约火电厂运行成本，我们必须对引起锅炉“四管”爆破的各种原因进行分析，并对产生的原因给予相应的应对措施。尽管锅炉设备在设计，安装和运行方面已大大改善，但锅炉“四管”爆破还是会经常发生的。我们要了解四管爆破的原因并及时掌握防止四管爆破的处理方法，这样才能使电厂安全经济运行。
2 锅炉“四管”爆漏的原因分析
2.1磨损是“四管”爆破的首要因素
在锅炉运行过程中，磨损是“四管”爆破的主要原因之一。主要发生在省煤器、低温过热器、低温再热器和燃烧器附近的水冷壁管。由于省煤器的结构排管密集，烟气在其内有较高的流速，致使炉烟中的灰粒和炉内燃烧不充分的煤粉加速跑向尾部，加剧了对省煤器的磨损程度，所以在省煤器、过热器、再热器三个受热面中省煤器的磨损程度最为严重。与省煤器相比，过热器和再热器的损失较小，一般发生在局部位置。
飞灰摩擦损失是影响锅炉正常运行的主要原因，烟气速度越大，加剧了对管道的冲击碰撞程度，同时使管壁变薄加快了磨损进程。由于锅炉的设计、安装、检修等不够，都有可能导致飞灰摩擦损失。在过热器的安装和维修中，再热器受热面管子固定不牢或变形，造成机械磨损和泄漏。
2.2腐蚀是“四管”爆破的重要影响因素
由于高温高压的原因，水冷壁管外壁容易发生高温腐蚀，并且炉内的燃用煤含有的硫化物成分较高，膛内燃烧区水冷壁贴壁处与氧气接触面积变小。燃烧时产生CO、SO2与高温高压区域受热面管子相接触易发生化学反应，使水冷壁管变薄，导致爆管泄露。在还原气体浓度高的地方，腐蚀程度更严重。
锅炉给水杂质造成受热面积灰，容易引起水冷壁管内壁腐蚀。因为管内水中存在沉积物同时由于其他元素的存在，使管中水的PH值发生改变形成酸碱性环境，对水冷壁造成一定的腐蚀，最终导致水冷壁管爆破。
2.3 过热对锅炉“四管”爆破的影响
过热器和再热器发生过热，是因为它们是受热表面工作液温度和传热效果差。当出现过热现象后，过热器和再热器管壁温度超过它们的允许使用温度范围内，此时管组织结构发生变化，大大降低了承压部件所能够承受的最大应力值，同时在管子的内力作用下管子会产生一定程度的形变，加快了“四管”爆破的进程。
短期过热和长期过热是过热的两种情况。与两者相比，在很多情况下会发生长期过热，并且由于长时间处于高温环境中而导致管道破裂，从而导致管道破裂。长期过热主要发生在高温过热器管出口部分外圈的着火侧。由于长期过热的存在，使管壁变薄变脆。短期过热是指管壁温度低于所要求的最低温度的材料，管材强度恶化容易出现爆管现象。而过热器受热面管子常发生短时过热。
2.4 管材质量和焊接质量对锅炉“四管”爆破影响因素
随着温度和压力的升高，过热器容易产生爆管现象。管材质量是锅炉正常运行的前提。“四管”一旦出现质量问题，就特别容易发生爆管事故。在锅炉的运行过程中如果选用不符合质量要求的管材，会降低管材的性能，处于高温工作状态，从而导致爆管泄露。
另外，焊接质量对于锅炉“四管”也很重要。锅炉管道的许多接口是通过焊接设计来完成的，在焊接的工作中，如果焊接处没有把握好，极易存在裂纹、夹渣、未焊接上等问题，从而加大受热面的爆管泄漏的可能性。焊缝焊接质量较差，高温导致在焊缝处会存在一些漏点，进而引起爆破。
3防止锅炉“四管”爆破的措施
3.1 “四管”防磨、防腐措施
（1）在省煤器、低温过热器、低温再热器的尾部受热面涂抹耐磨抗腐蚀涂料或使用防磨装置;
（2）为了防止水冷壁的高温段，特别是焊缝的位置，应采用新的防腐材料;
（3）继续加强防磨防爆研究，不断对锅炉受热面设备进行全面检查;
（4）消除“烟气走廊”是降低低温再热器管和覆盖壁管磨损的最有效途径;
（5）合理调节燃烧，使燃烧条件和火焰中心位置达到最佳，降低高温腐蚀，减少烟气偏差和流量偏差;
（6）加强吹灰器管理，防止吹灰器泄漏进而破坏受热面管子。
3.2 加强运行管理
（1）锅炉在工作时，应规范操作，以确保锅炉的四个管子处于良好的工作状态;
（2）加强锅炉运行的监督管理，防止管壁超温引起爆管泄露;
（3）严格控制管道水蒸气质量，确保锅炉蒸汽水质量良好;
（4）加强选煤监督管理，选用优质煤，能够有效降低硫分、挥发分以及灰分。
3.3防止“四管”过热的处理措施
（1）改善炉内燃烧状况，减小燃烧中心高度;
（2）定期进行化学洗涤，去除杂质物;
（3）对受热面的结构进行改造，使介质流量能够合理分配;
（4）除去管子表面附着物。
3.4管材质量和焊接质量方面
（1）对焊材库进行加强监督管理，对焊材质量要求严加把控;
（2）每次在换管前应进行合格检验;
（3）对焊接材料应加强管理，防止焊接材料受潮和失效，影响焊接质量;
（4）每次焊后对管道进行热处理和无损检测。
4 结论
通过上述分析可知，“四管”对锅炉正常运行中扮演着非常重要的角色。本文就锅炉“四管”爆破的主要原因及处理措施做了简单分析。在锅炉运行过程中可能会出现由磨损、腐蚀、过热、管材质量和焊接质量等问题引起的四管爆破给电厂带来较大的经济损失。因此，防止“四管”爆破的措施显得尤为重要。防止“四管”爆破方法很多，在各自优势的前提下，制定一套完整应对事故发生的可行性方案，以最大的程度消除锅炉“四管”等设备的安全隐患，确保机组安全运行。
参考文献：
[1]刘宇卿，胡卫华.电厂锅炉“四管”泄漏原因分析及预防措施[J].中国电力教育，2011（03）：76-77+79.
[2]鲁忠科，鲁玺梦，万勇.锅炉“四管”及热力系统主要承压管道泄漏原因分析与预防[J].锅炉技术，2011，42（04）：53-56.
[3]杨春明.锅炉四管漏泄原因及预防措施的研究与应用[J].黑龙江科技信息，2012（27）：11-12.
[4]王鹏程.新密电厂2×300MW机组锅炉爆管原因分析及防范措施[J].河南电力，2013，41（02）：56-58+46.
[5]苏永健，关鑫源.超临界锅炉右包墙过热器爆管原因分析及预防措施[J].山西电力，2017（05）：66-69.
[6]肖向前，温清州.300MW机组“四管”泄漏原因分析及改进措施[C].//中国电机工程学会热电专业委员会.第五届发电厂锅炉优化改造与配煤掺烧技术经验交流研讨会论文集.2015：390-394.
[7]江宝世.火电站锅炉四管泄漏分析预防与技术管理[C].//中国电力企业联合会.第五届全国电站锅炉专业年会论文集.2010：807-819.
作者简介：
杨冠华，男，1994年出生，汉族，山西省大同市，本科在校生，中国矿业大学银川学院信息工程学院，研究方向：能源与动力工程（火电厂）