論文關(guān)鍵詞：鍋爐；四管漏泄；原因；措施

　　論文摘要：我國火力發(fā)電廠鍋爐“四管”（省煤器管、水冷壁管、過熱器管和再熱器管）的漏泄是造成發(fā)電設(shè)備可靠性差的一個(gè)主要因素，同時(shí)鍋爐四管漏泄造成主機(jī)非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)占火力發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)總次數(shù)的比例很大，造成的損失也很大。可見，防止鍋爐四管漏泄是提高火力發(fā)電機(jī)組可靠性的需要，是提高發(fā)電設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益的需要，也是創(chuàng)建一流火力發(fā)電廠的需要。通過對(duì)省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器漏泄原因及防止措施的分析與研究，根據(jù)我廠實(shí)際情況制定了嚴(yán)格的防止鍋爐四管漏泄措施，予以實(shí)施之后，鍋爐四管漏泄現(xiàn)象明顯減少，為我廠帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1　我廠鍋爐四管漏泄概況

　　我廠自建廠以來經(jīng)常發(fā)生鍋爐發(fā)生四管漏泄事件，2000年至今共發(fā)生鍋爐四管漏泄21次，其中因過熱漏泄6次。單就2009年一年，截止10月31日，共發(fā)生鍋爐四管漏泄2次，包括水冷壁漏泄1次，省煤器漏泄1次。其中，2月11日，#6爐燃燒器處水冷壁空間彎頭爆裂2次，現(xiàn)已報(bào)可研項(xiàng)目，爭取在此次#6爐大修中更換#1-#6燃燒器處水冷壁空間彎頭，計(jì)劃184個(gè)彎頭。3月31日，#4爐省煤器管子磨損嚴(yán)重，發(fā)生爆漏。計(jì)劃進(jìn)行省煤器更換，已報(bào)可研項(xiàng)目。4月20日，#6爐對(duì)流過熱器、后屏過熱器爐后側(cè)取樣管送交金屬實(shí)驗(yàn)室，通過理化分析表明，這部分管子已處于使用壽命后期；后屏過熱器3根取樣管已完全球化，這部分管子已處于使用壽命中后期。

　　2  省煤器磨損漏泄原因及防止措施

　　省煤器的故障主要是磨損，尤其是燃用劣質(zhì)煤的鍋爐。

　　2.1  磨損機(jī)理

　　由于流過鍋爐受熱面的煙氣具有一定的速度，在煙氣中又含有形狀不規(guī)則的固體顆粒，這些顆粒流經(jīng)受熱面時(shí)，就會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生撞擊和磨擦。磨損主要是由于灰粒對(duì)管壁撞擊和磨削引起，磨損之所以多發(fā)生在沖擊角為30°-50°的部位，那是由于煙氣速度、飛灰濃度、粒度隨時(shí)都在變化的結(jié)果。

　　2.2  省煤器易磨損的部位

　　省煤器的磨損，主要表現(xiàn)為局部磨損和均勻磨損兩個(gè)方面，尤其是局部磨損易引起省煤器漏泄，其位置多發(fā)生在省煤器左右兩組的中部彎頭、靠近前后墻的幾排管子、錯(cuò)列省煤器順煙氣流向的第二排管子以及管卡附近的管子和局部防磨損措施不當(dāng)易引起其附近管子磨損的部位等。

　　2.3  對(duì)飛灰磨損的主要影響因素

　　飛灰濃度、灰粒的物理化學(xué)性質(zhì)、煙氣流速以及受熱面的布置與結(jié)構(gòu)特性。此外，還與運(yùn)行工況有關(guān)。同時(shí)灰濃度大，容易引起強(qiáng)烈的磨損。因此，煤粉爐尤其是燒多灰燃料時(shí)，磨損問題更為嚴(yán)重。此外，如果在煙道局部地區(qū)造成飛灰濃度集中，例如煙氣走廊，也會(huì)引起嚴(yán)重磨損。如果燃料灰粒中多硬性物質(zhì)，灰粒粗大而有棱角，受熱面所處煙溫較低而使灰粒變硬，則灰粒的磨損性也加大。

　　煙氣流速的影響最為嚴(yán)重，磨損量與速度成三次方關(guān)系。因此，布置受熱面時(shí)，應(yīng)使煙氣流速不太大，更應(yīng)避免局部地區(qū)流速過大。在水平煙道的過熱器兩側(cè)及底部、下降煙道的省煤器靠后墻處，均易發(fā)生磨損破壞。這是由于這些地方有煙氣走廊，煙氣流速特高，有時(shí)可比平均流速大3-4倍，這樣磨損就要大幾十倍。這些地方的飛灰濃度也隨煙氣流速增大而增大，尤其是在省煤器區(qū)，煙氣溫度低，灰粒變硬，磨損就更嚴(yán)重。

　　鍋爐負(fù)荷增加，煙氣流速也就增加，飛灰磨損就加快。煙道漏風(fēng)增加，也將使煙氣流速增高而加快磨損，運(yùn)行中燃燒不良，飛灰含碳量大量增加時(shí)，因焦碳粒比灰粒硬而加快磨損。又如受熱面發(fā)生局部結(jié)渣堵灰現(xiàn)象，將使煙氣流偏向一側(cè)而加快這一側(cè)受熱面的磨損。

　　2.4  防磨措施

　　防止省煤器磨損的途徑有兩個(gè)方面，一是消除磨損源，二是限制磨損速度。在目前采用的防磨措施中，主要是限制磨損速度，其辦法有以下一些：

     （1）降低煙氣流速

　　實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，影響磨損的關(guān)鍵因素是煙速。嚴(yán)格地說：應(yīng)該是煙氣中飛灰顆粒的速度。關(guān)于煙速對(duì)磨損速度的影響有不少計(jì)算公式，絕大多數(shù)公式表明磨損速度與煙氣速度的三次方成正比，有的則認(rèn)為隨著煙速的進(jìn)一步提高，磨損速度會(huì)超過三次方的關(guān)系。由此可以看出，降低煙速，對(duì)防止磨損的重要性。在實(shí)際工作中，降低煙氣速度的方法有：

　　①擴(kuò)大煙道，增加煙氣流通面積

　　②橫向截距S1取極值

　　所謂S1取極值，就是當(dāng)S2（縱向截距）為某一給定值時(shí)（一般S2=45mm），S1取值是以斜向煙速不大于進(jìn)口煙速的極大值。

　　 ③減少管排，增大流通截面。

　　將省煤器的管排數(shù)，每隔三排或四排減少一排，這樣可以增大流通面積，降低煙速。實(shí)踐證明這是簡單易行的辦法，但不足之處是排煙溫度會(huì)升高。

　　④加大管排橫向截距，保持縱向截距不變，改短單管圈為長雙管圈。

　　 ⑤消除中間彎頭處的走廊，降低煙速。

　　為了減少中間彎頭處的磨損，在省煤器改造中，常采取交錯(cuò)管圈，使左右兩組管圈相互錯(cuò)開，達(dá)到消除中間走廊，減少磨損的目的。

　　 ⑥采用防磨裝置。

　　一般常使省煤器蛇形管平行于前墻布置，這樣使磨損只在靠后墻的少數(shù)管圈上有可能發(fā)生，在這幾排管圈上加防磨板保護(hù)。

　　（2）采用鰭片式省煤器

　　鰭片式省煤器具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

　　①能合理地選取橫向截距S1、縱向截距S2，以降低煙氣速度；

　　②可以避免氣流斜向沖刷管束，同時(shí)由于管子和鰭片的繞流作用，改變了煙塵的速度場、粒度場、濃度場，從而大大地降低了磨損速度；

　　③節(jié)省鋼材，降低成本；

　　④占有空間小，省煤器的總高度大約降低40%；

　　⑤工質(zhì)側(cè)及煙氣阻力可以在設(shè)計(jì)中調(diào)整。

　　（3）鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)保證合格的煤粉細(xì)度，注意調(diào)整燃燒，減少飛灰中的含碳量，同時(shí)要嚴(yán)格控制鍋爐本體、空氣預(yù)熱器和制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)量，尤其是爐底漏風(fēng)，這對(duì)防止受熱面的磨損和超溫具有相當(dāng)重要的意義。

　　3  水冷壁管漏泄原因及防止措施

　　水冷壁產(chǎn)生漏泄的原因除設(shè)計(jì)、制造、安裝的原因外，主要由磨損、腐蝕和膨脹不暢三個(gè)方面的問題引起。此外，還有急冷，水循環(huán)不良等引起的漏泄。

　　3.1  磨損

　　水冷壁磨損的部位主要是在一次風(fēng)口周圍的水冷壁管，因風(fēng)粉流沖刷磨損和吹灰器吹掃時(shí)的沖刷磨損等引發(fā)。

　　一次風(fēng)噴口周圍水冷壁管的磨損，是因?yàn)橐淮物L(fēng)粉混合物噴進(jìn)爐膛時(shí)，如果噴燃器安裝角度不恰當(dāng)、設(shè)計(jì)切圓過大、噴嘴在運(yùn)行中燒壞或變形以及穩(wěn)燃設(shè)施布置不當(dāng)?shù)龋紩?huì)使煤粉氣流沖刷水冷壁管，引起管壁磨損減薄，以至漏泄。穩(wěn)燃設(shè)施一般布置在一次風(fēng)管出口附近，使高溫?zé)煔猱a(chǎn)生回流，如果布置不當(dāng)，很容易使一次風(fēng)射流貼壁，引起水冷壁磨損和結(jié)焦。

　    3.2  腐蝕

　　3.2.1  水冷壁管外壁高溫腐蝕

　　高溫腐蝕發(fā)生的部位主要是高溫高壓鍋爐熱負(fù)荷高的區(qū)域，也就是噴燃器附近。產(chǎn)生腐蝕的原因主要是煤中含硫。

　　而減輕水冷壁管外壁高溫腐蝕的方法主要是設(shè)法不產(chǎn)生能腐蝕管壁金屬的產(chǎn)物或防止發(fā)生腐蝕作用的狀態(tài)產(chǎn)生。這可用下列措施來得到：首先應(yīng)從改善燃燒著手，煤粉顆粒要細(xì)，火焰不直接沖刷管壁，過量空氣系數(shù)不宜過小。有時(shí)為了使?fàn)t膛貼壁處有一層氧化性氣膜，以沖淡煙氣中SO3濃度，使結(jié)積層中分解出來的SO3向外而不向內(nèi)擴(kuò)散，甚至特意加入一股空氣來保護(hù)水冷壁。此外應(yīng)控制爐管壁溫，這主要由蒸汽參數(shù)所決定，但管內(nèi)結(jié)垢與爐膛受熱面熱負(fù)荷局部過高亦會(huì)引起爐膛管壁溫度過高，使腐蝕區(qū)加大，加速腐蝕。

　　3.2.2  水冷壁內(nèi)壁腐蝕

　　當(dāng)水冷壁管內(nèi)有沉積物時(shí)（垢或水渣），在這些沉積物下面會(huì)引起水冷壁腐蝕，這種腐蝕稱為酸、堿腐蝕。這是因?yàn)闋t水中的酸性、堿性鹽類破壞了金屬保護(hù)膜的緣故。

　　在正常運(yùn)行的條件下，水冷壁管內(nèi)壁常覆蓋著一層Fe3O4的保護(hù)膜，它具有良好的保護(hù)性能，使水冷壁免受腐蝕。但如果爐水pH值超標(biāo)時(shí)，就會(huì)使保護(hù)膜遭到破壞。當(dāng)pH值為9~10時(shí)，水冷壁管腐蝕速度最小，此時(shí)保護(hù)膜穩(wěn)定性高。PH值過高或過低都會(huì)使腐蝕速度加快。當(dāng)pH值過高時(shí)，易發(fā)生堿性腐蝕。pH值過低時(shí)，易發(fā)生酸性腐蝕。所以在正常運(yùn)行條件下，要求爐水pH值保持在9~10的范圍內(nèi)。

　　當(dāng)爐水中含有游離的氫氧化鈉時(shí)，就會(huì)使?fàn)t水中的pH值升高，引起堿性腐蝕。凝汽器漏泄會(huì)將冷卻水中的MgCI2、CaCI2帶入鍋爐，在爐水中生成鹽酸，引起水冷壁管的酸性腐蝕。

為防止水冷壁管的垢下腐蝕，首要的任務(wù)是加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督提高給水品質(zhì)。盡量減少給水中的銅、鐵含量，降低給水的碳酸鹽堿度，減少爐水中游離的氫氧化鈉。為此，必須防止凝汽器漏泄。此外，還必須保持鍋爐良好運(yùn)行方式，保證連續(xù)排污、定期排污的正常運(yùn)行，控制爐膛局