論文關鍵詞：鍋爐；四管漏泄；原因；措施

　　論文摘要：我國火力發電廠鍋爐“四管”（省煤器管、水冷壁管、過熱器管和再熱器管）的漏泄是造成發電設備可靠性差的一個主要因素，同時鍋爐四管漏泄造成主機非計劃停運次數占火力發電機組非計劃停運總次數的比例很大，造成的損失也很大。可見，防止鍋爐四管漏泄是提高火力發電機組可靠性的需要，是提高發電設備經濟效益的需要，也是創建一流火力發電廠的需要。通過對省煤器、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，根據我廠實際情況制定了嚴格的防止鍋爐四管漏泄措施，予以實施之后，鍋爐四管漏泄現象明顯減少，為我廠帶來了很大的經濟效益。

　　1　我廠鍋爐四管漏泄概況
　　我廠自建廠以來經常發生鍋爐發生四管漏泄事件，2000年至今共發生鍋爐四管漏泄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，現已報可研項目，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，計劃184個彎頭。3月31日，#4爐省煤器管子磨損嚴重，發生爆漏。計劃進行省煤器更換，已報可研項目。4月20日，#6爐對流過熱器、后屏過熱器爐后側取樣管送交金屬實驗室，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，尤其是燃用劣質煤的鍋爐。

　　2.1  磨損機理
　　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則的固體顆粒，這些顆粒流經受熱面時，就會對受熱面產生撞擊和磨擦。磨損主要是由于灰粒對管壁撞擊和磨削引起，磨損之所以多發生在沖擊角為30°-50°的部位，那是由于煙氣速度、飛灰濃度、粒度隨時都在變化的結果。

　　2.2  省煤器易磨損的部位
　　省煤器的磨損，主要表現為局部磨損和均勻磨損兩個方面，尤其是局部磨損易引起省煤器漏泄，其位置多發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易引起其附近管子磨損的部位等。

　　2.3  對飛灰磨損的主要影響因素
　　飛灰濃度、灰粒的物理化學性質、煙氣流速以及受熱面的布置與結構特性。此外，還與運行工況有關。同時灰濃度大，容易引起強烈的磨損。因此，煤粉爐尤其是燒多灰燃料時，磨損問題更為嚴重。此外，如果在煙道局部地區造成飛灰濃度集中，例如煙氣走廊，也會引起嚴重磨損。如果燃料灰粒中多硬性物質，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重，磨損量與速度成三次方關系。因此，布置受熱面時，應使煙氣流速不太大，更應避免局部地區流速過大。在水平煙道的過熱器兩側及底部、下降煙道的省煤器靠后墻處，均易發生磨損破壞。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，煙氣溫度低，灰粒變硬，磨損就更嚴重。

　　鍋爐負荷增加，煙氣流速也就增加，飛灰磨損就加快。煙道漏風增加，也將使煙氣流速增高而加快磨損，運行中燃燒不良，飛灰含碳量大量增加時，因焦碳粒比灰粒硬而加快磨損。又如受熱面發生局部結渣堵灰現象，將使煙氣流偏向一側而加快這一側受熱面的磨損。

　　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
　　實踐經驗告訴我們，影響磨損的關鍵因素是煙速。嚴格地說：應該是煙氣中飛灰顆粒的速度。關于煙速對磨損速度的影響有不少計算公式，絕大多數公式表明磨損速度與煙氣速度的三次方成正比，有的則認為隨著煙速的進一步提高，磨損速度會超過三次方的關系。由此可以看出，降低煙速，對防止磨損的重要性。在實際工作中，降低煙氣速度的方法有：

　　①擴大煙道，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S2（縱向截距）為某一給定值時（一般S2=45mm），S1取值是以斜向煙速不大于進口煙速的極大值。

　　 ③減少管排，增大流通截面。
　　將省煤器的管排數，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。實踐證明這是簡單易行的辦法，但不足之處是排煙溫度會升高。

　　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，常采取交錯管圈，使左右兩組管圈相互錯開，達到消除中間走廊，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管圈上有可能發生，在這幾排管圈上加防磨板保護。

　　（2）采用鰭片式省煤器
　　鰭片式省煤器具有以下一些優點：
　　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工質側及煙氣阻力可以在設計中調整。

　　（3）鍋爐運行中，應保證合格的煤粉細度，注意調整燃燒，減少飛灰中的含碳量，同時要嚴格控制鍋爐本體、空氣預熱器和制粉系統的漏風量，尤其是爐底漏風，這對防止受熱面的磨損和超溫具有相當重要的意義。

　　3  水冷壁管漏泄原因及防止措施
　　水冷壁產生漏泄的原因除設計、制造、安裝的原因外，主要由磨損、腐蝕和膨脹不暢三個方面的問題引起。此外，還有急冷，水循環不良等引起的漏泄。

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

　　一次風噴口周圍水冷壁管的磨損，是因為一次風粉混合物噴進爐膛時，如果噴燃器安裝角度不恰當、設計切圓過大、噴嘴在運行中燒壞或變形以及穩燃設施布置不當等，都會使煤粉氣流沖刷水冷壁管，引起管壁磨損減薄，以至漏泄。穩燃設施一般布置在一次風管出口附近，使高溫煙氣產生回流，如果布置不當，很容易使一次風射流貼壁，引起水冷壁磨損和結焦。

　　3.2  腐蝕

　　3.2.1  水冷壁管外壁高溫腐蝕
　　高溫腐蝕發生的部位主要是高溫高壓鍋爐熱負荷高的區域，也就是噴燃器附近。產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法不產生能腐蝕管壁金屬的產物或防止發生腐蝕作用的狀態產生。這可用下列措施來得到：首先應從改善燃燒著手，煤粉顆粒要細，火焰不直接沖刷管壁，過量空氣系數不宜過小。有時為了使爐膛貼壁處有一層氧化性氣膜，以沖淡煙氣中SO3濃度，使結積層中分解出來的SO3向外而不向內擴散，甚至特意加入一股空氣來保護水冷壁。此外應控制爐管壁溫，這主要由蒸汽參數所決定，但管內結垢與爐膛受熱面熱負荷局部過高亦會引起爐膛管壁溫度過高，使腐蝕區加大，加速腐蝕。

　　3.2.2  水冷壁內壁腐蝕
　　當水冷壁管內有沉積物時（垢或水渣），在這些沉積物下面會引起水冷壁腐蝕，這種腐蝕稱為酸、堿腐蝕。這是因為爐水中的酸性、堿性鹽類破壞了金屬保護膜的緣故。

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

　　當爐水中含有游離的氫氧化鈉時，就會使爐水中的pH值升高，引起堿性腐蝕。凝汽器漏泄會將冷卻水中的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，首要的任務是加強化學監督提高給水品質。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行方式，保證連續排污、定期排污的正常運行，控制爐膛局部熱負荷不要過高，過于新投運和運行一段時間后的鍋爐，應按規定進行化學清洗等。