摘要：锅炉的运行效率直接关系到火电厂的经济效益，而锅炉运行的安全性和稳定性是其能够高效运行的基础保障，所以需要加强对锅炉设备运行环境的监督检查。受热面作为锅炉热能转换的重要组成部分，在其长期服役的过程中，受到各种因素的影响可能会出现受热面失效的现象，不利于锅炉的安全稳定运行。
关键词：锅炉；受热面；失效原因；防治措施
近年来科学技术的发展，各种新型材料的出现以及对工作环境做了很大改善，但由于炉内流动、传热、燃烧过程难以控制，用户水平参差不齐，锅炉使用工况常常出现异常，加上设计、制造、安装等环境的影响，使得锅炉受热面管失效成为锅炉使用过程中经常出现的一种问题，当受热面爆管时，高温高压的汽水喷出，轻则要停炉影响生产，重则容易造成人身伤亡，对工业生产造成了重大损失，对企业更是造成了巨大的经济损失；由此可以看出，受热面管失效已经成为了锅炉使用过程中的一个重大的的安全问题，有效防止锅炉受热面管的失效将有助于确保锅炉的安全运行。
一、电厂锅炉受热面失效的原因
在锅炉的正常运行中，导致锅炉受热面管失效的原因通常有高温损伤、缺水、低温硫腐蚀、氧腐蚀、磨损等等：最终使得锅炉受热面管表现出管子变形，水冷壁管爆管、对流管胀口泄漏等现象，影响很严重。
1、焊缝泄漏导致的受热面失效。焊接是锅炉受热面制造安装中最为常见的工序，通过焊接的方式将各个零部件连接起来，而受到各种因素的影响会出现焊接质量缺陷，一旦焊缝存在质量缺陷，将会导致受热面发生泄漏而产生各种安全事故。焊缝缺陷主要表现为未焊透、咬边、夹渣、气孔、裂纹等形式，多数原因为焊 接工艺不规范所导致。对焊材的管理不到位，没有做好烘 干处理，焊前没有对母材表面进行清洁处理，都会出现焊 接质量缺陷；焊接的温度和速度掌握不好，容易在焊缝中 出现气孔；焊接前后热处理不当，会出现焊接裂纹；在检修 工作中如果强力对口会导致残余应力过大，而在运行中由 于膨胀不畅就会发生泄漏。焊缝泄漏是受热面失效的主要原因之一，所以应该加强对焊缝的质量控制。
2、短时超温爆管导致的受热面失效 短时超温爆管多发生于水冷壁中，其主要原因为受热 不均，冷却条件恶化致使管壁温度短时间内突然升高。当 管壁温度超过材料的下临界点时，材料强度会有所降低， 在高温高压的运行环境下就会发生爆管。如果炉膛内动力场不稳定，出现火焰中心偏移的现象就会造成水冷壁局部 热负荷过高而发生短时超温爆管；在水冷壁中如果出现焊 瘤、夹渣或者其他异物堵塞，亦或是管内结垢严重，都会导致管内汽水循环不畅，在汽水分配不均的情况下就会发生 短时超温爆管，锅炉严重缺水也是短时超温爆管的原因。 在爆口处会发生明显的塑性变形，管径涨粗，管壁减薄，在判断原因时可根据管内超温面积、数量和位置来确定。
3、长时超温爆管导致的受热面失效。根据锅炉的使用性质以及运行环境，在受热面设计时 会选用适宜的材质，并且设计出锅炉运行时的各项参数，以确保锅炉受热面运行的安全性以及使用寿命。如果在实际运行中受热面管壁温度长期处于设计温度以上，就会降 低受热面材料的力学性能，最终发生蠕变破裂，不仅缩短受热面的使用寿命，而且会影响到锅炉运行的安全性和稳 定性。受热面长时超温爆管多是由于长时间处于管材允许的温度中运行，导致管壁发生氧化应力裂纹。炉内的烟风 动力场不佳会导致炉膛出口烟气分布不均，在存在余旋的情况下，会造成末级过热器超温运行。当管壁的蠕胀值接 近或者低于规定范围时，就会导致管子爆裂，爆口边缘一般较厚，断裂面粗糙不平整，且在向火侧内外壁上会有较 多的纵向裂纹。
4、磨损导致的受热面失效。磨损也是导致受热面失效的主要原因之一，磨损一般是由于燃烧物燃烧不充分或燃烧物中物质含量与设计参 数不相符，导致烟气中的坚硬颗粒在较高的流速下与受热 面之间发生碰撞，从而对受热面造成磨损。
发生磨损的受 热面表面比较小，金属组织一般不会发生变化，只是会磨 薄受热面直至泄露。磨损一般发生于省煤器烟气入口和出 口处，过热器和再热器的烟气入口处弯头，燃烧器附近的 水冷壁等位置，受到烟气颗粒的磨损，不仅会降低受热面 的使用寿命，而且会因为管子泄露而发生安全事故。磨损的程度一般与烟气流速、颗粒物形状以及受热面与飞灰的 冲角有关，烟气流速越快，磨损越强烈。受热面与飞灰冲角 在 30°-45°时，磨损最为严重。颗粒物越尖锐，硬度越高，磨 损强度越大。
二、电厂锅炉受热面失效的防治措施
1、焊缝泄露的防治措施。随着机组容量的增大，焊缝的数量也相应的增加，所以提高焊缝质量非常关键。在焊接之前做好相应的准备工作，加强对焊材的储存管理，选用正确的焊材，焊前对焊材 进行烘干处理；构建良好的焊接环境，做好防风、防雨措 施，消除外界因素对焊接质量造成的影响；确保焊接操作 人员持证上岗，且熟练掌握焊接工艺；在焊接过程中，严格按照焊接工艺标准执行，掌握好焊接温度、速度和手法的控制，保证焊接质量；做好焊后热处理，防止残余应力对焊 缝质量的影响；做好无损检测工作，可根据实际情况采取 适宜的检测方式，以便及时发现焊接缺陷及时处理；避免在检修工作出现强力对口的行为，对于存在残余应力的焊 缝应该采取适宜的措施进行处理。
2、短时超温爆管的防治措施。优化调整锅炉受热面的结构，确保介质能够均匀流畅的分布运行；改善锅炉燃烧状况，通过对煤粉质量、送风参 数控制等措施，优化锅炉动力厂工况，防止出现火焰偏移 或者贴墙现象；加强对管内异物的清理，定期检查受热面 下弯头处是否有异物或者氧化皮等沉积物堆积，如有发现 及时清理；及时检查锅炉供水情况，保证受热面有稳定的 冷却水供应；在锅炉运行过程中，加强对受热面管壁温度以及炉内燃烧工况的检查，发现问题及时调整，避免受热 面因为短时超温造成的爆管事故。
3、长时超温爆管的预防措施。为减少锅炉受热面因长时超温爆管而导致的失效，可 根据锅炉燃烧环境选用组织稳定性更好的材料作为受热 面的材料，提高受热面耐高温性能；加强对燃煤的管理，严 格按照设计标准选用煤种；做好对减温水温度和质量的控 制，避免因为水温过高以及管壁结垢而导致超温；控制锅 炉燃烧工况，调整燃烧参数，确保炉内烟风动力场的稳定
性，避免因为火焰偏移以及出口烟温过高而造成管壁超 温；加强对受热面的温度监测，在适宜的位置设置温度检 测点，确保监测数据的准确性；在检修过程中对受热面材 料进行取样检测，发现材料老化失效及时更换。
4、磨损的防治措施。加强对燃煤质量的监督管理，严格按照设计参数选用煤种，避免因为飞灰中颗粒物含量过高而加剧磨损，从源头最大程度的控制磨损危害；优化受热面的结构设计，合理调整受热面与飞灰冲角，减少因为角度设置不当而增加磨损几率；在容易受到磨损的受热面部位，加装防磨罩，还可喷涂防磨材料，减少因磨损产生的泄露；加强对受热面的积灰清理工作，避免积灰过多而形成烟气走廊；合理布置吹灰器，并定期检查吹灰器运行状态，确保其能够安全稳定运行。
总之，受热面管是工业锅炉的重要组成部分，它的稳定运行是锅炉顺利运行，生产保障的有效前提，只有相关工作人员在提高认识，并加强相应的预防措施，提高工作人员的专业能力，才能确保锅炉安全、稳定、高效地运行，满足工业生产的需求。
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