锅炉四管漏泄之分析

1概况

随着现代电站的不断发展，电站锅炉越来越更加庞大而复杂，任何一个零部件的损坏，特别是承压部件的损坏都可能导致机组停运。尤其是国产机组整体设计大部分是引进技术，在设计上存在着技术上的领会不透，系统考虑不全面等等原因，而在制造上要求上又不能达到设计标准，导致运行中的锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器（以下简称锅炉四管）等部位漏泄约占锅炉全部事故的40--60%，甚至达70%，因此减少锅炉四管漏泄次数，降低锅炉强迫停运时间是提高锅炉运行可靠性和经济性的关键因素。

铁岭发电厂一期工程4×300MW发电机组，发电锅炉配哈尔滨锅炉厂引进美国CE公司专利技术制造的亚临界自然循环汽包炉，型号为HG-1021/18.2-YM4，锅炉按CE

公司传统的单炉膛П型布置，燃烧器采用四角布置的摆动式，假想切圆逆时针旋转，切向燃烧。燃烧器可上下摆动±30度。炉膛断面尺寸为14048×11858mm。

2 四管漏泄情况统计分析

铁岭电厂4台锅炉自投入运行以来，截止到2005年12月底的四管漏泄情况统计分析（含水压渗漏）结果如下：

(1)按漏泄原因性质分类

各类原因漏泄次数比例 表1

原因 次数 比例

过热 26 31.33%

原始缺陷 23 27.71%

磨损 4 4.82%

焊接缺陷 21 25.30%

吹灰器 8 9.64%

其它 1 1.20%

合计 83

3 漏泄原因分析

从上面统计中可以看出，过热、原始缺陷、焊接质量、磨损、吹灰器故障等是导致四管漏泄的原因，而过热超温、原始缺陷、焊接缺陷是导致四管漏泄的最主要原因。发生的部位集中在工质温度和金属温度最高的再热器和过热器上。

3.1 过热超温

从表1中可以看出共有26次由于管材过热超温造成的漏泄，占数的32.14%，过热器和再热器是工质温度和金属温度最高的部件，受热面过热超温后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，最后导致爆破。

3.2 原始缺陷

共有23次由于管材原始缺陷造成的漏泄，占总数的27.38%，由于各种原因，钢铁厂钢管制造质量不能得到完全保证，管材在制造时发生的缺陷与钢铁锻压、延时的缺陷，即气泡、夹层、折叠、壁厚不均、退火不良、晶粒度等加工诱发了其缺陷的发展。

3.3 焊接缺陷

从表1可以看出，由于焊接缺陷造成漏泄共有20次，仅后屏再热器夹屏管下弯头焊口热影响区裂纹共发生4次（其中3次为运行后的检修焊口，另1次为制造焊口）。这是四管漏泄主要原因之一，锅炉本体是由焊接安装在一起的，受热面的每一根管子都有很多焊口，整台锅炉四管焊口近7万余道，受热面是承受高温、高压设备，因此焊接质量对锅炉安全经济运行有着重大的影响，焊口漏泄和结构应力、坡口形式、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平有关。

4 趋势及预防

从1993年—2005年，我厂受热面漏泄次数的整体趋势是逐步下降的。首先，铁岭电厂自96年开始针对受热面因为管子氧化、变形、膨胀受阻等情况而频繁发生四管漏泄等问题，对受热面逐步采取提高材质改造措施，取得非常好的成效。其次，逐步提高了运行水平，严格控制受热面温度，避免过热超温,同时对燃烧器上部反切风喷口及防止结焦采取预防措施。第三，厂部制定了积极的受热面检查的考核和奖励制度，奖罚分明，既加强了检修工作的责任心，又调动了积极性。使锅炉四管漏泄明显得到了控制，稳定了机组的生产运行。

4.1 过热超温

从1993年—2005年，我厂受热面由于过热引起漏泄的整体趋势是逐步下降的。我厂对受热面进行了提高材质的改造，主要是高温再热器和过热器。提高受热面材料等级，是行之有效的预防措施。另外，还要加强锅炉运行水平，在运行中加强燃烧摆动调节，防止炉内火焰偏斜，水冷壁结渣、炉膛出口温度偏高、过热器和再热器积灰，加强水、汽化学监督，避免受热面内的结垢，在结构上避免吸热和流量不均，在检修中避免出现错用钢材和焊接材料及异物堵管。

4.2 原始缺陷

从1993年—2005年，我厂受热面由于原始缺陷引起漏泄的整体趋势是不确定的。原始缺陷的产生是由多种因素造成的，在制造安装时埋下隐患，具有不可预知性和不确定性，属于历史遗留问题，随着锅炉运行小时数的不断增加可能会逐渐凸显出来。但是通过对受热面进行全面、细致的检查，能够尽量避免或减少因为原始缺陷而造成的漏泄。这从锅炉分厂近几年大修全优可以体现出来。

4.3 焊接缺陷

从1993年—2005年，我厂受热面由于焊接缺陷引起漏泄的整体趋势是逐步下降的。为防止由于焊接缺陷引起受热面漏泄事情的发生，继续加强对焊工的培训力度，改善焊接工艺，让每名焊工都详细了解缺陷性质，发生的部位、方向、尺寸、材料，然后进行判断分析，包括母材质量、热影响区、焊缝金属、接头形状、焊接条件、有无消除应力，加强各道工序的质量检验。

4.4 磨损及吹灰器故障

从表1中可以看出，从1993年—2005年，我厂受热面由于磨损引起漏泄共4次。为了防止在形成烟气走廊地带的弯头及边排管磨损，加装护瓦和刷涂防磨料，效果明显。在平时大、小修和停炉临检时，及时对烟气走廊等易磨损部位进行检查，发现缺陷马上处理，基本能够解决磨损引起漏泄的问题。

从1993年—2005年，我厂受热面由于吹灰器故障引起漏泄共2次。2005年3月8日1号炉水冷壁爆管和2005年4月25日1号炉水冷壁爆管的原因就是吹灰器发生故障，伸缩不到位，旋转不到位，造成对水冷壁定点直吹而爆管。同时，对其他吹灰器附近水冷壁管进行检查发现，多处吹灰器将临近的水冷壁管吹薄，最薄处为3.6mm（水冷壁管为%26amp;Oslash;63.5×8mm）。这说明因为吹灰器发生故障而引起受热面漏泄已经是目前的突出问题。

5 锅炉工况的分析

减少和防止四管漏泄要从备件的加工工艺、运行操作和检修工艺三个最基本方面入手，坚持预防为主，质量第一的方针。组织由锅炉检修、锅炉运行、热工、电气、化学、金属和热力试验人员组成的攻关小组，集思广益，做好基础工作，查找问题，分析原因，提出合理的措施，开展长期、经常性的防止受热面漏泄的工作。2000年铁岭电厂与哈尔滨锅炉厂研究所合作在#2炉上进行了较为全面的工业性试验。

5.1 稳定工况试验

(1)热力参数比较

在不同负荷下锅炉热力参数试验值与设计值的比较。机组出力和热力参数都可达到设计值，但也存在着以下一些问题：

%26amp;#61548; 主蒸汽压力偏低，再热蒸汽压力偏高

在100%ECR负荷下，主汽压力偏低0.5MPa，随着负荷的降低，差值见效，在50%ECR下，试验值稍高于设计值。再热蒸汽压力在高负荷下偏高0.3 MPa，在低负荷下偏高更多。

%26amp;#61548; 高缸排汽压力和温度偏高。在100%负荷下，高缸排汽压力偏高0.5MPa，排汽温度偏高13.6℃，随着负荷的降低，压力偏高的幅度略有减小，而温度偏高的幅度明显增大，在50%ECR下，达到57.7℃。

%26amp;#61548; 排烟温度偏高

在100%负荷下，排烟温度偏高17.2℃，随着负荷的降低，偏高幅度增大，在50%ECR下，达到41.4℃。

%26amp;#61548; 风量控制偏大

在100%负荷下，烟气中氧量偏高1.8%，在低负荷下偏大更多，在50%ECR下，过剩空气系数达到了1.72。

此外，气轮机背压高，特别在夏季，这意味着发出相同的功率，需要更多的进汽量。这些问题的存在对机组运行的经济性和可靠性都不利。

%26amp;#61548; 过热器焓增

过热器总焓增在50%，70%，100%ECR工况下，比设计值分别高出14.7%，9.8%，16.2%，但随着符合变化的趋势与设计值是一致的。焓增超出设计值的主要原因是火焰中心偏高，导致分隔屏和后屏过热器吸热量增加，末级过热器吸热量相对减少。在低负荷下风量偏大的因素起主导作用，末级过热器的吸热相对增大。