锅炉“四管泄漏”原因在哪里？该如何预防？

锅炉本体范围内的主要承压管件省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管（以下简称“四管”）是火力发电厂锅炉的重要设备之一，分别承担着加热给水、蒸发给水、加热蒸汽、加热做功蒸汽的重要任务。在正常运行中，如果锅炉“四管”发生泄漏，就只有采取强迫停运而进行抢修，其泄漏严重影响了火力发电厂的正常生产，对发电厂以及电网危害极大，直接的经济损失为几十万及至上百万元，因跳闸进而停电造成用户的直接和间接损失就更大。

“四管”泄漏严重威胁着火力发电厂机组的安全，“四管”隐患是火力发电厂机组的重大隐患。防止锅炉“四管”泄漏，对于提高企业的经济效益、树立企业的形象、增大企业的竞争力，具有十分重大的意义。

一、锅炉四管泄漏情况原因分析

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：

（1）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。

（2）飞灰浓度：飞灰浓度增大，飞灰冲击次数增多，使磨损加剧。

（3）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。

（4）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。

2、高温腐蚀也是锅炉“四管”泄漏的重要原因

高温腐蚀主要发生在炉膛水冷壁区域，腐蚀部位通常在燃烧器上下，一次风集中布置的电厂比较严重，水冷壁向火侧管子较为严重。水冷壁高温腐蚀主要是由于在管子表面形成了熔融的积灰层，局部高浓度的H2S对腐蚀有很大影响。锅炉缺氧燃烧，主燃烧区形成强还原性气氛，HCL加剧对氧化膜的破坏，炉膛动力场不好，炉内气流切圆直径过大，导致气流贴壁现象严重。这些都是导致水冷壁高温腐蚀爆管的原因。

3、水循环不顺畅引发运行问题

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。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。因为水循环不顺畅具有非常细微的现象，所以在现实设备的检修过程中发现起来也非常困难，所以，此问题会在很大程度上导致锅炉的运行发生问题。

4、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。只要维修人员认真负责和检修时做好监督，对损伤的管子及时处理，这类泄漏是完全可以避免的。

5、锅炉设计不科学

基于笔者的实际经验可知，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。

二、降低四管泄漏事故的控制措施

1、完善防磨、防腐措施，采用新技术、新方法来增加设备的使用寿命

如水冷壁管磨损一般较为严重，可以采用格栅防磨经纬结构技术，在水冷壁表面沿水平和垂直方向加装耐磨合金板，在受热面形成阶梯式网格化的防护壁垒，阻断高速贴壁流的形成。防护区域内防磨效果突出，能够显著解决CFB锅炉水冷壁磨损问题。

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。建议各厂进行超温统计，把超温及汽温空降监控纳入金属技术监督体系，以便加强技术监督管理。

3、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。

4、积极培训维修操作人员

优秀的锅炉维修操作人员能够有效的降低电厂锅炉泄漏现象的发生概率。所以，电厂要积极的为锅炉维修人员提供科学、合理的培训，从而提高其对电厂锅炉的维护与检修技术水平，增强锅炉维护人员的维修技术操作能力。在通常状况下，应聘请具有丰富经验与高超技术的、资格深厚的技术人员对锅炉维修人员开展技术培训与讲解。

在条件允许的状况下，电厂也可积极的与有关高等院校进行合作，从而借助高等院校的丰富资源，提高维修操作人员的实际经验以及理论水平。

5、完善设计，设计时适当加大安全裕度是防治“四管”爆漏的根本措施

如设计时对受热面布置、炉膛热强度、钢材、交叉混合及膨胀系统等考虑合理的话，会大大地减少爆漏的发生。如近年来投产较多的国产引进型300MW机组和600MW机组，在设计中制造厂都对锅炉设计做了修改，如提高炉膛高度、选取较低的炉膛容积热负荷、提高钢材等级、增加减温级数与点数和降低尾部受热面的烟速等，因此，它们的爆漏次数相对较少。

三、结语

在火力发电安全生产过程中，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用。由于锅炉四管泄露和爆管事故必须停炉消缺，所以锅炉四管安全运行与否是整个发电厂安全生产的重中之重。

锅炉四管检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取应防必防、应修必修的态度，才能保证锅炉四管设备的安全。虽然四管泄漏对发电厂锅炉来说是很难完全避免的，但是通过采取预防措施却可以最大限度地减少锅炉四管泄漏。在掌握了四管泄漏的基本规律后，采取针对性的措施，可以大大提高锅炉运行的可靠性。