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”是热电厂重要设备之一。“四管”漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。简要分析了锅炉“四管”泄漏的原因并提出预防措施，通过加强检修和运行维护，减少锅炉“四管”漏泄次数，增强设备可靠性。
关键词：四管；漏泄；腐蚀；处理
“四管”是指锅炉本体范围内的承压管件中的省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管。“四管泄漏”是指以上四种锅炉本体承压管件由于过热、腐蚀、磨损等原因引起的泄漏、破裂或者爆管等。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。
某热电联产企业现有六台机组，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。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
造成锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中运行中磨损、高温腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。
1.1磨损
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器上及喷燃器火嘴附近的水冷壁弯管。省煤器是很密集的管排，烟气在其中有较高的流速。如果炉烟中含有较多的灰粒，或在启动锅炉的过程中由于燃烧不完全而使大量煤粉随炉烟跑向尾部，都会加剧省煤器的磨损速度。低温过热器、低温再热器的磨损一般发生在局部位置，对Π型布置的锅炉来说，靠炉坡墙的管子、管子的穿墙部位、管子弯头、管子与梳形卡的接触部位等处都可能存在磨损现象。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高温腐蚀
过热蒸汽器、再热蒸汽器在高温、应力、腐蚀介质下长期工作，管子外壁受高温烟气的冲刷腐蚀，产生高温烟气氧化腐蚀；管子内部受流动过热蒸汽温度和压力的作用，产生高温蒸汽氧化腐蚀，这样，在内外腐蚀作用下，受热面管材过热、变薄、老化，直至失效爆管。烟气侧的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，高温腐蚀主要是硫酸盐型高温腐蚀。锅炉在运行中，管壁中的铁与氧反应生成一层很薄的氧化铁，该氧化铁对管壁具有保护作用，但是，如果在过热蒸汽器、再热蒸汽器烟气侧产生硫酸盐型高温腐蚀，就会破坏这层稳定的氧化铁保护层，管壁会因腐蚀而变薄，造成受热面失效。硫酸盐型腐蚀多发生在550～710℃的温度下，其中在650～700℃的温度下腐蚀最强烈。
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”漏泄的预防
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完善防腐措施
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。在实际应用中，把过热蒸汽、再热蒸汽温度控制在一定范围内；把过热蒸汽器、再热蒸汽器及固定件等易腐蚀部件布置在低温烟气区；合理布置过热蒸汽器、再热蒸汽器系统，使金属温度维持在腐蚀危险温度以下。
3结论
在火力发电安全生产过程中，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用。由于锅炉“四管”泄露和爆管事故必须停炉消缺，所以锅炉“四管”安全运行与否是整个火力发电安全生产的重中之重。锅炉“四管”检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取应修必修、修必修好的态度，才能保证锅炉“四管”设备的安全。锅炉“四管”的安全，关键在于我们投入多少人力、花多少时间。只要切实做好“四管”检查工作，锅炉机组的安全稳定运行才能得到保证。