摘 要：火电厂锅炉受热面管包括省煤器、水冷壁、过热器和再热器，简称锅炉“四管”。“四管”泄漏是造成火电厂非计划停机最普遍、最常见的形式，一般占机组非正常停机事故的50%以上。一旦锅炉受热面发生爆管事故，给企业安全生产及经济效益带来巨大影响。
关键词：火电厂锅炉；受热面；失效原因；防治措施
1 火电厂锅炉受热面失效的原因
1.1 焊缝泄漏导致的受热面失效
焊接是锅炉受热面制造和安装中最常用的工艺。所有部件都是焊接连接的。在各种因素的影响下，会出现焊接质量缺陷。焊缝缺陷主要以不完全焊透、咬边、夹渣、气孔和裂纹等形式出现，大部分原因是由于焊接工艺不规范造成的。如果焊接材料在焊接前没有适当的管理、干燥或清洁，将会产生焊接质量缺陷。焊接温度和速度控制不好，容易在焊缝中出现气孔；焊接前后热处理不当会导致焊接裂纹；在维修工作中，如果强度过大会导致对口残余应力过大，而在运行中由于膨胀不良会发生泄漏。焊缝泄漏是造成受热面失效的主要原因之一，应加强焊缝质量控制。
1.2 短时超温爆管导致的受热面失效
短时间超温爆轰主要发生在水冷壁中，其主要原因是由于加热不均和冷却条件恶化导致管道壁温在短时间内突然升高。当管壁温度超过材料的下临界点时，材料的强度会有所降低，在高温高压的工作环境下，管道会发生破裂。如果炉膛内的动态场不稳定，火焰中心偏移的现象会导致水冷壁局部热负荷过高，出现短时间的超温爆轰。在水冷壁,如果有焊瘤,渣或其他异物堵塞,或管规模是严重的,会导致苏打水在流管不是免费的,在苏打水的不均匀分布将发生在短时间超温爆管,锅炉严重水也是短时超温爆管的原因。随着管径的增大和管壁的变薄，爆破点处会发生明显的塑性变形。原因可根据管道内超温的面积、数量和位置来确定。
1.3 长时超温爆管导致的受热面失效
根据锅炉的使用性质和运行环境，在受热面设计中选择合适的材料，设计锅炉的运行参数，确保锅炉受热面的安全运行和使用寿命。如果受热面管壁温度高于设计温度在很长一段时间在实际的操作中,受热面材料的力学性能会降低,最终会发生蠕变断裂,这不仅会缩短加热表面的使用寿命,而且还影响到锅炉运行的安全性和稳定性。当受热面较长时，爆震管的超温通常是由于长时间在爆震管的允许温度下运行而导致爆震管壁发生氧化应力裂纹。炉膛内气动力场差会导致烟气在炉膛出口分布不均匀。当管壁蠕变值接近或低于规定的范围时，管壁会发生爆裂。爆震边缘一般较厚，断口表面粗糙不平，在面火侧的内外壁上纵向裂纹较多。
1.4 磨损导致的受热面失效
磨损也是加热表面失效的主要原因之一。一般来说,磨损是由于燃烧不充分燃烧的物质或材料燃烧物质的内容之间的不一致和设计参数,从而导致硬粒子之间的碰撞在烟气和受热面在高流量,造成受热面的磨损。受热面发生磨损的表面相对较小，而且金属结构一般不会发生变化，而是会磨损受热面薄直到泄漏。磨损一般发生在省煤器的烟气进口和出口，过热器和再热器的烟气进口弯头，燃烧器附近的水冷壁等位置。烟道气颗粒的磨损不仅会降低受热面的使用寿命，还会因管道泄漏而造成安全事故。磨损程度一般与烟气速度、颗粒物形状、受热面与飞灰的碰撞角度有关。烟气流速越快，磨损越剧烈。当受热面与粉煤灰的碰撞角为30°~45°时，磨损最严重。颗粒越锋利，硬度越高，耐磨性越强。
1.5 其他原因导致的受热面失效
在锅炉实际运行中，造成受热面失效的原因很多。除此之外，还存在热疲劳、缺水、结垢、管内积碳、水循环故障、氢脆、晶间腐蚀、高温硫腐蚀、原有缺陷等。受热面失效的原因与锅炉的使用性质、运行环境、受热面结构设计、炉内燃烧条件、燃烧参数等因素有关。因此，预防措施应根据实际情况制定，以达到最佳的预防效果。
2 火电厂受热面失效的防治措施
2.1 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。
2.2 短时超温爆管的防治措施
優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。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 受热面失效共性原因的防治措施
尽管导致受热面失效的原因较多，但是大多数原因都存在共性的特征，所以可根据共性特征做好综合性的防治措施。加强对燃煤管理，严格按照设计标准选用煤种；根据锅炉运行特征以及燃烧工况合理设计受热面结构；加强对焊接的质量管理，提高焊接质量；加强对锅炉受热面的日常检查，尤其是对运行温度、供水、积灰的监测管理，确保受热面处于最佳运行状态。
结束语：
通过对比分析电力锅炉受热面管泄漏事故,总结了长期过热,短期过热,磨损、晶间腐蚀、氢脆、高温硫腐蚀,管原始缺陷的宏观和微观特征,确定不同的特征和形式的受热面失败的原因,并提出了预防措施,最大限度地避免了加热面管发生事故，保证机组安全稳定运行。
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