電廠鍋爐四管泄漏原因及控制措施

馮寶

【摘 要】本文分析了鍋爐鍋爐四管泄漏問題的規(guī)律和生產(chǎn)過程中的防治重點(diǎn)，認(rèn)為防治鍋爐鍋爐四管泄漏工作是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在統(tǒng)一的要求下，結(jié)合自己的具體情況，不斷完善制度、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程體系，依據(jù)制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，規(guī)范和不斷深入地開展工作在重視人員培訓(xùn)和交流協(xié)作的同時(shí)，重視運(yùn)行的規(guī)范操作和精確控制，做規(guī)范細(xì)致的防磨防爆檢查工作，重視設(shè)備的更新改造，重視問題和事故的深入分析和落實(shí)整改，只有這樣，才能保證設(shè)備的健康狀況，將四管泄漏問題降低到最低水平。

【關(guān)鍵詞】四管泄漏問題；規(guī)律；生產(chǎn)過程；防治

0.前言

根據(jù)2000年全國(guó)200MW及以上火電機(jī)組可靠性統(tǒng)計(jì)，鍋爐設(shè)備事故造成的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)占機(jī)組全部非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)的48.9%，而其中由于鍋爐四管爆漏事故造成的非計(jì)劃停運(yùn)又占鍋爐總的非停事故次數(shù)的60.5%。要降低機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，如何防止鍋爐“四管”泄漏是個(gè)值得考究的問題。

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(tǒng)意義上的防止鍋爐“四管”泄漏，是指防止以上部位爐內(nèi)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(nèi)部承受著工質(zhì)的壓力和一些化學(xué)成分的作用，外部承受著高溫，侵蝕和磨損的環(huán)境，在水與火之間進(jìn)行調(diào)和，是能量傳遞集中的所在，所以很容易發(fā)生失效和泄漏問題。

1.四管泄漏問題的規(guī)律及熟悉

造成四管泄漏的諸多因素，諸如腐蝕、磨損、應(yīng)力、疲憊、強(qiáng)度等，都不能像機(jī)組參數(shù)那樣可以在線監(jiān)測(cè)，在機(jī)組運(yùn)行中很難感知到，即使在機(jī)組停備和檢修中，也往往由于工期、人員、手段等問題不能完全檢查、處理到位，難免有所疏漏。對(duì)于已投入運(yùn)行的機(jī)組，導(dǎo)致四管泄漏的因素總是存在的，并且這些因素所造成的問題在不斷累積，一旦爆發(fā)，就防不勝防，甚至造成惡性循環(huán)。所以，四管泄漏問題的成因和發(fā)展具有相當(dāng)?shù)碾[蔽性和滯后性，四管泄漏存在突發(fā)性。

1.1主要故障類型及原因分析

超溫爆管：

超溫爆管是指因某種原因?qū)е鹿茏咏饘賹?shí)際工作溫度超過鋼材允許的下臨界點(diǎn)溫度，在介質(zhì)內(nèi)壓作用下發(fā)生破壞的故障現(xiàn)象。一般分為短期超溫爆管和長(zhǎng)期超溫爆管兩類。

1.1.1短期超溫爆管

導(dǎo)致短期超溫爆管的主要原因?yàn)椋?/p>

a.火焰沖墻，導(dǎo)致局部熱負(fù)荷過高。

b.管內(nèi)汽水循環(huán)不良，如管內(nèi)積聚堵塞焊渣、小工具、鐵屑等。

c.汽水分配不均，部分管路循環(huán)停滯或流量過低。

d.管內(nèi)嚴(yán)重結(jié)垢，使管子傳熱效果變差，造成管子金屬超溫失效。

e.給水中斷。

f.尾部煙道再燃燒。

1.1.2長(zhǎng)期超溫爆管

導(dǎo)致長(zhǎng)期超溫爆管的主要原因?yàn)椋?/p>

a.煙氣熱偏差過大，管子熱負(fù)荷超過設(shè)計(jì)值。

b.管子金屬材料使用不當(dāng)。

c.管內(nèi)結(jié)垢輕微，長(zhǎng)期傳熱熱阻高。

d.局部熱負(fù)荷較高，造成管子壁溫高于其規(guī)定值。

e.管內(nèi)冷卻介質(zhì)流量偏低。

f.受熱面積灰、結(jié)焦。

機(jī)械磨損

由于管排結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或結(jié)構(gòu)失效，導(dǎo)致管排間或與構(gòu)件之間，因爐內(nèi)煙氣的撓動(dòng)，相互磨擦碰撞而發(fā)生損傷失效。導(dǎo)致機(jī)械磨損的主要原因?yàn)椋?/p>

a.管排間或管子之間的固定件失效或安裝、設(shè)計(jì)不合理。

b.吹灰器卡澀，蒸汽長(zhǎng)期吹掃，管子表面損傷。

c.受熱面之間熱態(tài)膨脹后相互接觸碰撞。

d.燃燒器與附件管子之間距離太近，長(zhǎng)期振動(dòng)或調(diào)整角度時(shí)磨擦碰撞形成損傷。

e.介質(zhì)管道縮口、擴(kuò)口區(qū)域或轉(zhuǎn)彎較大的區(qū)域，介質(zhì)長(zhǎng)期沖刷減薄。

1.2飛灰磨損

由于爐內(nèi)煙氣中飛灰含量超過設(shè)計(jì)值或局部煙氣流速過大，造成灰粒子長(zhǎng)期沖刷管子金屬，導(dǎo)致其失效。導(dǎo)致飛灰磨損的主要原因?yàn)椋?/p>

a.煤質(zhì)變化，灰分量超過設(shè)計(jì)值的高限。

b.煙氣短路，局部煙速過高。

c.受熱面積灰，煙氣通流面積減少，使得單側(cè)或局部煙氣流速高。

d.爐墻存在漏風(fēng)、漏灰點(diǎn)。

e.燃燒器開裂，煤粉沖刷附近的管子。

f.在煙道內(nèi)存在較大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或流道面積突然縮小。

1.3應(yīng)力失效

由于受熱面結(jié)構(gòu)或管路間結(jié)構(gòu)不合理，長(zhǎng)期由于熱應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力或殘余應(yīng)力超過金屬允許值而形成失效。導(dǎo)致應(yīng)力失效的主要原因?yàn)椋?/p>

a.整體膨脹不均，局部應(yīng)力超標(biāo)。

b.爐膛爆炸。

c.長(zhǎng)期的溫度交變，形成交變應(yīng)力而造成疲勞損壞。

d.異種鋼結(jié)構(gòu)之間的連接存在較大的溫差應(yīng)力，尤其是不銹鋼與碳鋼管子之間的焊接處。

e.支吊架失效，管排形成局部應(yīng)力超標(biāo)。

f.水沖擊產(chǎn)生溫度熱應(yīng)力，如：若減溫水噴射霧化不好，減溫器套筒出口部位、盲腸管道與主干管連接部分由于疏水回流產(chǎn)生溫度交變應(yīng)力。

g.在機(jī)組啟動(dòng)或停止過程中，溫度變化超過規(guī)定值。

h.機(jī)械振動(dòng)形成交變應(yīng)力，如疏水管道固定在鋼結(jié)構(gòu)上時(shí)，在集箱隨爐體晃動(dòng)過程中，疏水管根部形成機(jī)械交變應(yīng)力。

i.管圈在加工過程中形成的殘余應(yīng)力未能完全消除。

j.密封結(jié)構(gòu)不合理，形成結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力。

1.4化學(xué)腐蝕

導(dǎo)致化學(xué)腐蝕的主要原因?yàn)椋?/p>

a.應(yīng)力狀態(tài)下存在化學(xué)腐蝕介質(zhì)。

b.煙氣中硫化物等腐蝕性介質(zhì)含量過高。

c.灰垢長(zhǎng)期積聚在管子表面，高溫下形成垢下腐蝕。

d.由于火焰沖刷爐墻或火焰中心偏移等原因，造成金屬表面高溫氧化。

e.停爐保養(yǎng)或水壓后，防腐措施采取不當(dāng)。

f.爐水中氯離子含量超標(biāo)，造成對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕。

g.酸洗過程控制失敗，酸液或堿液在受熱面中停留時(shí)間過長(zhǎng)，或酸堿液體進(jìn)入立式過熱器中等。

h.爐內(nèi)加藥失控，爐水質(zhì)量超標(biāo)。

2.生產(chǎn)過程中防止四管泄漏的控制措施

對(duì)機(jī)組設(shè)備特性的研究、總結(jié)把握和優(yōu)化提高。

一臺(tái)機(jī)組，經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試到投入生產(chǎn)運(yùn)行，應(yīng)該說其運(yùn)行性能和適應(yīng)范圍已經(jīng)確定，運(yùn)行的任務(wù)就是在客觀決定的運(yùn)行方式下，合理組織設(shè)備和選擇工況參數(shù)，保證機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)環(huán)保利益整體最大化。要做到這些，必須不斷研究和進(jìn)一步把握機(jī)組的設(shè)計(jì)思想和具體性能，把握它合理的運(yùn)行范圍和安全經(jīng)濟(jì)參數(shù)定值。一方面機(jī)組設(shè)計(jì)的性能要吃透，而且機(jī)組的實(shí)際性能往往和設(shè)計(jì)性能會(huì)有偏差，超過、甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，再者機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行條件，比如燃料、設(shè)備和運(yùn)行方式會(huì)發(fā)生變化，這些都會(huì)改變機(jī)組的運(yùn)行狀況，發(fā)生新的問題。所以，在機(jī)組運(yùn)行中，首先要不斷從實(shí)踐中進(jìn)行分析總結(jié)，必要時(shí)通過試驗(yàn)和測(cè)量來獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和可靠指導(dǎo)。

設(shè)備改造應(yīng)經(jīng)過客觀充分的調(diào)研和論證，改造后應(yīng)進(jìn)行規(guī)范的性能試驗(yàn)。總之，應(yīng)該有一種總結(jié)、研究的氣氛，準(zhǔn)確把握設(shè)備和機(jī)組的性能，合理控制安全裕度和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，知道所存在的問題并評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)，能夠應(yīng)變，分層次、分步驟去解決問題，這是做好工作的基礎(chǔ)。

3.設(shè)備點(diǎn)檢和檢修

點(diǎn)檢制度來源于狀態(tài)檢修，是一種先進(jìn)的設(shè)備治理方式，它明確規(guī)定了設(shè)備的主人，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、存在問題、維護(hù)檢修的計(jì)劃和方案整定、以及其落實(shí)和驗(yàn)收等工作統(tǒng)一起來，有利于問題的解決和工作效率的提高。這在防止四管泄漏方面同樣可以發(fā)揮有效的作用。

4.結(jié)論

如何以點(diǎn)檢為中心，將防磨防爆網(wǎng)絡(luò)、規(guī)范的防磨防爆檢查和合理檢修維護(hù)結(jié)合起來，是值探討的課題。

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