刘丞涵

摘 要： 锅炉是火力发电厂三大主设备之一，而四管泄露问题始终频繁发生，严重影响机组的正常稳定运行，对锅炉的寿命也造成不可修复的永久性伤害。锅炉一旦发生四管泄漏，无论是电量损失、经济损失，还是大幅增加的工作量，都是电厂难以承受之痛。因此，如何有效预防锅炉发生四管泄漏，发生后，如何高效解决四管泄漏，就成为我们锅炉工作者最重要的课题。笔者结合多年的实际工作经验，对四管泄漏发生原因进行了详细分析，并提出了相关意见和解决办法，仅供各位读者参考。

关键词： 锅炉；四管泄漏；水冷壁

近年来，锅炉“四管”（水冷壁、过热器、再热器、省煤器）的泄露事故频繁发生，即便加大管控力度，提高检修工艺，效果也并不明显，“四管”泄露发生次数依然高居不下。此类事故多数需要停炉处理，对发电厂的正常安全、稳定生产造成极大影响。如果“四管”泄漏点较大，还容易损坏临近管壁，甚至是冲塌炉墙，导致锅炉短时间严重缺水，致使事故扩大，后果不堪设想。这就要求我们要认真分析并查找“四管”泄露事故发生的原因，并积极采取有效的预防措施和解决方案，降低事故发生概率，减小事故发生后带来的不利影响，第一时间处理好缺陷，为锅炉和機组的稳定运行提供保障。

一、锅炉“四管”泄漏原因分析

锅炉“四管”包含了整个锅炉的受热面，承担着锅炉汽水系统工质转换并完成能量传递的艰巨任务。其内部承受工质的巨大压力和化学因素作用，外部处于高温、腐蚀、磨损的恶劣环境中，同时还有承受膨胀、应力及复杂外力的作用。因此，极易导致锅炉“四管”发生泄漏。

锅炉“四管”泄漏问题的本质是因为能量与工质的极度不平衡。并且，锅炉“四管”本身的性能和工作环境不适宜也是锅炉“四管”出现泄漏的主要原因。由于锅炉“四管”涉及的范围比较大，“四管”的材质与工作条件也各不相同，因此造成“四管”泄漏的原因也就多种多样，关系到安装、调试、运行、设计、制造、检修和维护各个方面。

据初步统计，在所有导致非停的“四管”泄漏事故中，由于金属过热造成的泄漏占泄漏事故的30%，磨损原因和腐蚀原因造成的泄漏占泄漏事故的25%，焊接质量不合格造成的泄漏占泄漏事故的30%，其他原因占15%。可以看出，过热、磨损、腐蚀、焊接等因素是导致锅炉“四管”泄漏的主要因素。

1.管壁过热

管壁过热分长期过热和短期过热。长期过热是炉管长期处于高于允许管壁壁温的环境中，其抗氧化性降低，管壁的氧化腐蚀率大幅提高，同时炉管的机械性能、应力和物理特性也随之降低，管子达不到所承受的压力，将导致爆管。长期过热爆管的爆口形貌具有蠕变断裂的一般特征，即破口粗糙、边缘不平整、壁厚减薄不多、爆口及附近的管子内外壁有一层较厚的易剥落氧化皮、爆口附近的管子外壁有许多与爆口方向一致的纵向裂纹。

短期过热是指炉管内部热循环不畅，无法进行有效的热传递，管子冷却不好，使管壁温度大大超过其允许的最高温度，管材在高温下性能大大降低，进而发生爆炸。短期过热爆管的爆口形貌具有完全延性断裂的特征，爆口呈喇叭状，边缘锋利，管壁减薄很多，爆口胀粗明显。爆口表面比较光滑，外壁一般呈蓝黑色，附近没有裂纹。

2.管壁磨损

锅炉在运行过程中，一方面由于燃煤本身含有大量的飞灰，另一方面，省煤器的管排十分密集，烟气中含有大量流速很高的飞灰粒子，这些粒子随着炉烟不断的冲刷受热面管壁，使省煤器、低温过热器、低温再热器等发生磨损，影响管子受热面的使用寿命。飞灰的存在还会引起受热面积灰，若不及时处理，将使管子局部传热效果降低，金属壁温降低，在350℃以下的积灰还能吸附SO2，导致管子的腐蚀加剧。

同时，吹灰器内漏、吹灰器不旋转、吹灰器吹灰时带水、吹灰器吹灰蒸汽压力过高等，都会带来不同程度的吹损。由于管卡、支吊架松动、定位块脱落，在运行过程中与管子相互摩擦刮蹭，时间长了就会出现管子的磨损，这是管子尤其是再热器管子发生爆破的一个隐患。

3.管壁腐蚀

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，造成受热面实效。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。

4.管子焊接

管子检修焊缝的质量也是锅炉“四管”泄漏的一大原因。检修焊接质量问题能够造成焊接部位产生应力集中和接头机械性能下降等，如焊口的咬边、满溢、焊瘤、内凹（塌腰）、未焊透、夹渣、气孔、裂缝（包括热裂缝、冷裂缝和再热裂纹等），致使焊口处成为薄弱部位而造成爆管。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。水冷壁管的泄漏部位主要就发生在焊口位置。停炉检修中更换水冷壁管，一般对管子的焊口比较重视。但对鳍片管的焊接质量容易忽视，认为鳍片单面焊接就可以。更换水冷壁管后，对鳍片仅进行单面焊接，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。

二、降低锅炉“四管”泄漏的措施

1.锅炉运行时，严格控制好各受热面壁温范围及锅炉的各项参数，做好运行调整。在锅炉燃烧和传热的前提下，控制好烟气流速、减少水平烟道处过量空气、严控炉膛负压，及时调整风量保持送风和引风的均衡。要根据燃煤的特性合理选择燃烧方式和调整燃烧角度，减少烟气中的飞灰含量、严格控制管壁温度、及时调整减温水量，减少管子特别是过热器管子的介质短路现象，避免风量过大或缺氧燃烧，严禁超温、超压运行。

2.为了避免飞灰磨损管道，可运用如下几种方法。第一，局部烟气速度较快的地方，管子很多部位容易发生磨损，对这些容易发生磨损的地方应该加装防磨装置，防止管子多数部位过早破裂；第二，烟气流动速度的控制，特别要控制过道处烟气的速度，所以在维修和安装管道时，应保证管子与墙面之间无空隙，另外还需要保证各种蛇形管间距离要均等；第三，可采用煤器管冷喷涂高温耐磨涂料的方式，在检查过程中，严格按照相关检查规定进行，尤其是管道容易产生磨损的部位，一旦发现有磨损的情况，应该立即修补。

3.完善防腐措施，采用新技术、新方法来增加设备的使用寿命。如在水冷壁管燃烧区域内，特别是焊口位置，高温腐蚀严重，为防止高温腐蚀采用新型防腐蚀材料，取消已往的渗铝等防腐蚀技术，同时也解决了焊口位置容易发生高温腐蚀的问题。

4.严格焊接、热处理和气割工艺纪律，确保工艺质量。焊前必须检查对口质量，错口、折口、对口间隙、坡口表面及母材内、外壁清理要符合规范要求；焊接过程中要按工艺卡要求选择焊接工艺参数、层数、厚度、层间温度和单层焊道宽度等；焊接结束后，要将飞溅清理干净，焊缝外观质量必须合格。

三、结语

预防燃煤锅炉“四管”泄漏是一项非常艰巨的持久战，有效防止可以为电厂降低检修成本，延长锅炉的使用寿命，既能提高锅炉运行可靠性和安全性，又能创造客观的经济效益。我们要不断提高专业工作人员的工作能力及责任心，重视防锅炉爆管安全意识的培养，加强对锅炉“四管”相关设备的检查，有效控制并避免锅炉“四管”泄漏及爆管事故的发生。