吴佳琦
浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 浙江 315722）
摘要
火力发电厂中，锅炉“四管”（过热器、省煤器、水冷壁、再热器管）的泄露问题，是影响着机组正常安全、经济运行的主要原因之一，也是占据火力发电厂各类非计划停机原因之首。
据近年来不完全统计，我国大型电站因“四管”泄露引起的停机事故，占机组非计划停用时间的40%，占锅炉设备非计划停用时间70%，而且随着新机组投运的增加和机组参数的提高，这类事故还有上升的趋势。
关键词：锅炉；四管；泄露原因分析
引言
锅炉是火力发电厂的三大主要设备之一，其作用是使燃料在炉内燃烧，将燃料的化学能转化为热能把锅炉内工质由水加热成具有一定数量和一定品质的过热蒸汽，供汽轮机使用。
锅炉的受热面在锅炉加热工作中占据这十分重要的作用，它除了有受热的作用外，必须要承担压力，因此锅炉受热面的材料既要有足够的耐热性和导热性，还要承担较大的重量。整个锅炉的受热面可以分为四个不同部分，每个部分承担着不同责任，因此，他们的周围环境和材料要求都是不一样的。除此之外，由于影响因素的不同，导致锅炉不同受热面在工作过程中出现的问题也是不一样的，因此，在解决锅炉受热面问题时，必须要根据具体情况做出有针对性的措施。
1.锅炉四管的泄露原因
1.1磨损是锅炉"四管"泄漏的主要原因之一。
磨损的机理：煤粉炉的烟气带有大量飞灰粒子，这些飞灰粒子都有一定的动能，当烟气冲刷受热面时，飞灰粒子就不断的冲刷管壁，每次都从管子上削去极其微小的金属屑，久而久之，就会使管壁变薄，这就是磨损。?影响受热面磨损的因素很多，主要有以下几个方面：
飞灰速度：磨损量和飞灰速度的三次方成正比，烟气流速每增加一倍，磨损量要增加7倍。
飞灰浓度：飞灰浓度增大，飞灰冲击次数增多，使磨损加剧。
灰粒特性：灰粒越粗，越硬，磨损越严重。飞灰中含碳量增加，也会使磨损加剧，因为灰中焦碳的硬度比灰粒要高。
飞灰撞击率：飞灰颗粒大、比重大、烟气流速快、烟气粘度小，则飞灰的撞击机会就多，磨损就严重。
1.2腐蚀也是锅炉“四管”泄漏的重要原因。
锅炉在燃烧过程中烟气常含有一些腐蚀性气体和腐蚀性物质，如硫的氧化物等。这些物质会对锅炉产生强烈的腐蚀，严重时在很短的时间内会使锅炉遭到损坏。当进入锅炉的烟气中含有二氧化硫时，其中一部分会转化成三氧化硫，并与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，且能显著地提高烟气的露点温度，在低温金属表面上凝结形成硫酸溶液，与碱性灰反应，也与金属反应，因而产生腐蚀。
由于经常发生在锅炉的低温受热面上，故称低温腐蚀。低温腐蚀的特点是均匀性腐蚀，它使管壁厚度逐渐减薄以至破裂，对锅炉的安全运行危害性极大。烟气中不但有三氧化硫，而且有水蒸汽，它们相互作用而生成硫酸蒸汽。如果管壁温度低于某一数值，硫酸蒸汽就会在管壁上凝结并产生腐蚀。
水垢能导致垢下金属腐蚀锅炉受热面内有水垢附着的条件下,从水垢的孔、缝隙渗入的锅水,在沉积的水垢层与锅炉受热面之间急剧蒸发。在水垢层下,锅水可被浓缩到很高浓度。其中有些物质在高温高浓度的条件下会对锅炉受热面产生严重腐蚀,如NaOH等。结垢、腐蚀过程相互促进,会很快导致金属受热面的损坏,以致使锅炉发生爆管事故。
1.3由检修人员检修不当带来的机械损伤。?
在检修过程中，由于维修人员的疏忽或使用维修工具不当致使金属表面受伤，强度降低使设备不能承受介质的压力而产生爆管；
检修中锯割管道时不小心时伤到其他管子而没有被及时发现，或者没有及时处理；
焊接管子也没有严格按照焊接工艺操作规程进行或热处理没有处理好都属于机械损伤。
锅炉检修期间，受热面管水冲洗造成锅炉水平烟道和尾部烟道的包墙过热器官、水冷管、省煤器管的腐蚀。
1.4锅炉设计不当，制造安装的因素
电厂锅炉设计不科学是造成锅炉水冷壁渗漏的关键原因，这是因为在巨大的压力作用下，水冷壁的焊接处因为无法承受巨大压力而极易造成泄露。
在通常状况下，产生此现象的根本原因即为锅炉设计不科学，对冷水壁管路的具体重量并未给予充分重视，从而导致在悬挂点出现比较大的负荷，造成一个悬挂点不能承受其压力，进而产生泄漏现象。?
管子内外表面的划痕、离层、折叠等材料的质量的原因导致管子的早期失效。
制造及安装时遗留的杂物，铁屑片、焊渣等杂物引起的暴漏。
在泄露问题中错用管子金属材料或者金属本身存在缺陷也是一项重要问题，当管子长期超温运行时，由于错用管子金属材料或本身金属存在的缺陷部位使管子发生蠕变现象，会导致最终破裂。
因此，合金材料使用前需要严格把关，材料购进要对材料的生产厂家进行核实，对材料的力学性能和化学性能进行检测，对材料的几何尺寸进行验证。在安装前要进行光谱分析，每节独立使用，安装在现场的管子都必须做好标记，确保材料正确。
1.5锅炉运行因素造成的影响
在电厂锅炉中，造成四管泄漏问题的常见问题之一即为水循环不顺畅。究其根本原因，这主要是因为电厂长时间停留在低负荷，因此产生水循环不顺畅，汽水流动不均匀，循环不正常，蒸汽流速低或汽水分层，很多原因都会导致电厂低负荷，这主要由经济发展状况决定。与此同时，在我国的北方地区，由于水结冰的时期比较长，这样也会造成水冷壁时常产生不顺畅。
汽水品质较差与锅炉长期超温过热也是运行因素的主要问题。
管子长期过热然而未采取有效措施，任由发展，是人为的因素也是监管不力的结果。
2.降低四管泄漏事故的控制措施?
2.1完善设备的设计和结构
进一步完善热力计算标准，提高对各受热面管计算的准确性。
改进过热器、再热器的布置，避免热力偏差和水力偏差的叠加，防止局部管段的超温。
精心设计各受热面的定位装置和管卡、吊杆及夹持管的结构，不同回路的水冷壁管和温差较大的包覆管等应避免在一起，减少膨胀受阻。
改进调温手段．用摆动火嘴调温时，应从设计结构上保证在热态运行中能正常摆动，应考虑摆动所需要的力矩，适当分层次的设置驱动装置(运行中也要加强维护工作)。
2.2加强运行管理。
增进受热面运行中的超温监控，对超温现象加强技术分析，对运行人员加强技术指导。要求运行人员正确处理好安全与效益的关系，提前掌握煤炭、设备、运行方式等信息，加强燃烧调整。严格控制机组在启停、水压试验和运行过程中出现升降温速度过快、超温超压运行和燃烧不稳定等现象，同时加强对水质、煤质等监督工作。
2.3加强检修期间对四管的检查
加强锅炉检验和防磨防爆检查。对于省煤器，重点检查易引起磨损的烟气走廊位置；检查导流板、防磨罩、防磨瓦是否完好和管排出列情况；检查烟气挡板调温装置后的管子磨损情况。对于水冷壁，检查燃烧器附近水冷壁的高温腐蚀减薄情况；检查水冷壁的鳍片焊缝、管径胀粗和结垢情况，对两种介质温度的管间鳍片两边留有一定的膨胀裕度。对于过热器和再热器重点检查与联箱短管接头的角焊缝处情况，对结构明显不合理的应进行改进；在高负荷区域检查结垢、高温氧化腐蚀和管径胀粗等过热现象；管排定位夹持管是否松动；在对流区的受热面应检查有可能形成烟气走廊、灰浓度集中区域的管壁磨损，对管排不整齐或有出列现象必须进行消除、整排；检查吹灰器附近的管子被吹损情况；减温器的定位螺丝处或笛形喷水管根部是否开裂。
结语
在火力发电安全生产过程，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用，对于重要的辅机设备一般都有备用设备，而锅炉“四管”泄露和爆管事故必须停炉消缺，所以锅炉“四管”的安全运行与否是整个火力发电安全生产的重中之重。锅炉“四管”检查没有捷径可走，只有实实在在的投入大量人力，物力和精力，采取封停必检，应修必修，修毕修好的态度，才能保证锅炉“四管”设备的安全，关键在于我们投入多少人力，花多少时间。只要切实做好“四管”检查工作，锅炉机组的安全稳定运行发才能得到保证。
吴佳琦，男，汉，洛阳，1998.03.21，大专，工作单位：浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，主要研究方向或者从事工作：电力行业，邮编：315722