鍋爐受熱面的損壞原因及檢修方法

楊光

摘 要：受熱面作為鍋爐的主要傳熱介質，其運行狀態直接影響到鍋爐的運行效率，一旦受熱面遭到損壞，將會直接威脅到鍋爐運行的安全性和可靠性。隨著鍋爐的運行負荷逐漸增加，長期處于高溫高壓的運行狀態下，加之受到各種因素的干擾，會對鍋爐受熱面結構的完整性產生一定的影響，由此導致受熱面無法正常運行。水垢、腐蝕、磨損、超溫等都是導致受熱面損壞的因素，所以文章對鍋爐受熱面損壞的常見原因進行分析，進而提出防范措施，為鍋爐受熱面的設計工作具有一定的參考意義。

關鍵詞：受熱面；腐蝕；超溫

鍋爐受熱面管子包括：水冷壁管和對流管束。鍋爐本體受熱面管子的常見缺陷有：腐蝕、磨損、超溫、結垢等。盡管鍋爐結構型式不同，但在使用中出現的缺陷，一般都離不開這幾種損壞形式。因此，無論在使用、維護、檢查和修理中，必須要特別重視。

一、鍋爐受熱面損壞的影響

鍋爐受熱面的損壞是指水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器泄漏、爆破等。在電廠鍋爐設備的各類事故，受熱面損壞事故最為普遍，約占各事故總數的30%左右。鍋爐受熱面一旦發生泄漏或爆破，大多均需停爐后處理，由此造成的經濟損失將是巨大的。當受熱面發生爆破時，由于大量汽水外噴將對鍋爐運行工況產生較大的擾動，爆破側煙溫將明顯降低，使鍋爐兩側煙溫偏差增加，給參數的控制調整帶來困難。水冷壁發生爆管時，還將影響鍋爐燃燒的穩定性，嚴重時甚至會造成鍋爐滅火。當受熱面發生泄漏或爆破后，如不及時停運處理，還極易造成相鄰受熱面管壁的吹損，并對空預器、電除塵器、吸風機等設備帶來不良的影響。因此，發生受熱面損壞事故后應認真查找原因，制定防范對策和措施，盡量避免和減少泄漏或爆管事故的發生。

二、鍋爐受熱面損壞主要原因分析

1. 鍋爐受熱面腐蝕

鍋爐受熱面腐蝕減薄損壞，因涉及范圍較大，一旦暴露，常導致重復爆漏停爐，而且修復工作量大，因此預防及保護設備不受腐蝕是提高機組可用率必須解決的基本任務之一。汽、水側腐蝕按其機理分，包括苛性腐蝕、氫損害、氧腐蝕、垢下腐蝕及應力腐蝕。煙氣側腐蝕包括水冷壁向火側腐蝕、高溫煤灰（油灰）腐蝕和低溫腐蝕。國內很多電廠曾因垢下腐蝕，水冷壁氫損壞及向火側腐蝕，導致大面積換管。曾有一臺鍋爐由于斜頂棚內的下降管外壁腐蝕爆破造成一死六傷的重大人身事故。國外一些超臨界機組曾發生因過熱器管內壁氧化皮脫落，被蒸汽帶入汽機而引起噴嘴、葉片的固體硬粒侵蝕。

2. 鍋爐受熱面磨損

發電鍋爐受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損，不但造成受熱面的頻繁更換，使發電成本增加，而且還將造成受熱面的泄漏或爆管事故發生，直接導致非計劃停機。受熱面的煙氣沖刷和飛灰磨損一般都帶有局部性，在煙速高的煙氣走廊區和灰粉濃度大的區域，通常磨損較嚴重。減輕煙氣沖刷和飛灰磨損，一方面應從受熱面布置上加以改進，盡量避免形成“煙氣走廊”，在管子易磨損處加裝防磨瓦等；另一方面還應從運行調整著手，控制鍋爐各處的漏風以降低煙氣流速，重視燃燒調整工作；再者就是避免不完全燃燒的發生。

3. 鍋爐受熱面超溫

存在超溫運行對于鍋爐受熱面管泄漏的影響是顯而易見的。眾所周知超溫運行通常能夠分為長期超溫以及短期超溫。而較為常見的長期超溫運行主要是指管壁溫度處于設計溫度以上而低于材料的下臨界溫度，在這一過程中超溫幅度不大但時間較長并且鍋爐管子發生碳化物球化與此同時蠕變加快，因此很容易在管子薄弱部位發生脆裂爆管。除此之外，與長期超穩運行相對應的短期超穩運行主要是指管壁溫度超過材料的下臨界溫度，從而導致了材料強度下降并且在內壓力作用下發生脹粗爆管，因此，在這一前提下進行鍋爐受熱面管泄漏預防就有著很高的必要性。

4. 鍋爐受熱面結垢

水垢是導致鍋爐受熱面損壞的常見原因之一，因為受熱面一側接觸火焰或者煙氣，另一側接觸水或者導熱油，在受熱面和爐水之間產生熱交換的過程中，就會受到水質的影響而產生水垢。如果鍋爐給水中含有重碳酸鹽類的雜質，在溫度較高的情況下就會受熱分解，生成較難溶的沉淀物。而在鍋爐給水循環的過程中，隨著溫度的升降，一些鹽類也會形成結晶而附著在受熱面的管壁上，這些沉淀物堅硬而致密，被稱之為水垢。由于水垢的導熱性較差，所以一旦在受熱面上形成較多的水垢，將會影響受熱面的導熱性，會導致金屬管壁局部溫度升高，當溫度超出了金屬管壁所允許的極限范圍時，金屬因為過熱而產生蠕變，強度降低，在高壓的情況下，就會導致受熱面鼓包、穿孔、破裂現象的發生，受熱面受損后，直接影響到鍋爐運行的安全性。

5. 鍋爐受熱面安裝質量

安裝質量不過關是造成泄漏問題并且造成發電機組非計劃停運的重要原因之一。鍋爐的安裝質量不過關會在很大程度上給電力企業造成巨大的經濟效益損失。除此之外，安裝質量不過關還會提升鍋爐面管泄漏的次數并且降低鍋爐受熱面健康水平，造成許多火力發電企業的安全生產無法得到有效的貫徹。

三、鍋爐受熱面損壞主要防治措施

1. 為了防止氧化皮的快速形成，其主要的防治措施應當控制整個機組的局部或整體溫度的超溫運行。無論是主蒸汽溫度還是再熱蒸汽溫度，其溫度控制都應當服務于整個鍋爐內的管道壁溫度。如果發生超過管壁溫度的現象，應當及時進行燃燒調整，如果燃燒調整無效，可以適當地進行降低中間點溫度，以便適合整個機組的溫度運行。在現實條件下，加強對鍋爐氣溫與煙溫的偏離主要溫度的差別調整與監測，可以有效地防止受熱面局部超溫運行現象的發生。

2. 鍋爐受熱面產生水垢的主要原因是因為鍋爐給水含有雜質，水質不達標而導致的，所以通過控制管理鍋爐給水的水質，是降低水垢的重要途徑。所以應該根據鍋爐的運行狀況，對鍋爐用水設計合理的水質標準，并且嚴格把控質量關。在保證鍋爐給水質量的基礎上，應該對鍋爐進行定期保養，防止水垢的形成。此外，還應該針對鍋爐的運行狀況，設計合理的給水量，盡量減少補給水量。？

3. 對于在電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷，必須要采取相應的措施來預防和減少這些缺陷的產生和發展。焊接中出現的問題諸如焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過渡，焊接接頭差，焊縫高低不平等現象，大部分是由于焊口的清理不干凈，焊接電流和速度等沒有控制好，可以對焊縫成型的焊縫進行打磨、補焊，在操作之前應該對工程圖紙進行仔細的研究，嚴格地遵循相關的標準。對于不同的焊接位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接電流和速度，同時提高自身的專業水平；對于在靠焊縫邊緣的母材上有凹陷或溝槽的焊接缺陷，主要是因為焊接電流過大，焊絲送進速度太慢，這樣就會導致電弧變長，這種情況會減小母材的有效截面積，其預防措施主要是根據焊接項目的規范要求，選擇合適的電流參數和與之協調的焊絲送進速度，盡量使用短弧焊接。

4. 要堅持預防為主的方針，充分分析泄漏原因，掌握泄漏的現狀和規律，采取必要的措施，防止事故的擴大和重復發生。為了防止“四管”泄漏，必須堅持全過程質量管理，對受熱面的制造、安裝、檢修、運行的各個環節把好質量關。停爐后，在條件允許時要進行全面細致的防磨檢查，發現問題及時處理。

四、結語

在火力發電廠安全生產過程中，鍋爐設備的安全運行起著決定性的作用。由于鍋爐受熱面泄露和爆管等事故必須停爐消缺，所以鍋爐受熱面安全運行與否是整個火力發電廠安全生產的重中之重。鍋爐受熱面檢查沒有捷徑可走，只有實實在在地投入大量的人力、物力和精力，采取應修必修、修必修好的態度，發生事故本著“四不放過”的原則，只有這樣，才能保證鍋爐的運行安全。