CFB鍋爐防磨防爆檢查及預防措施分析

俞寶柱 趙建強

（山西漳電大唐熱電有限公司，山西大同037003）

0 引言

受熱面爆管泄漏事故是造成電站鍋爐非正常停運的主因之一，造成受熱面爆管的原因很多，只有把爆管原因分析準確透徹，從事故中汲取經驗教訓，制定出有效的預防措施，才能從根源上遏制爆管事故的發生。本文對某公司5臺240 t CFB鍋爐10多年來45次爆管事故的原因進行了分析，歸納總結出了以下一些經驗，采取了一些有效的預防措施，取得了較好的效果，可供大家參考借鑒。

1 安裝質量與爆管事故

（1）鍋爐投產初期泄漏事故較多（表1），多為安裝缺陷所致，這些問題通過一次系統性檢修就可消除。另外，新投產機組需要經過2～3年的磨合期，一些設計缺陷及隱蔽缺陷在這期間才能充分暴露出來，針對這些暴露出來的問題，采取相應的預防措施，就可使機組渡過磨合期，進入正常運行狀期。

表1 各爐爆管時間統計表 單位：次

1）鍋爐經過治理后泄漏事故會逐漸減少，當經過一次大修后，爆管事故基本可以得到控制，隨著運行時間的延長，檢查到位后，完全可以杜絕爆管泄漏事故的發生。

2）電廠在建造安裝新機組時，要嚴格把控，從源頭上入手，只有建造出高質量的機組，才能減少后期爆管事故的發生。

（2）鍋爐水冷壁和省煤器發生爆管泄漏事故較多，究其原因，一是由安裝焊接缺陷和防磨護瓦脫落造成的；二是檢修時防磨防爆檢查不到位，使得存在缺陷的受熱面管子未能及時被發現，從而留下事故隱患。

1）統計顯示水冷壁爆管泄漏事故較多，除去安裝缺陷導致的爆管泄漏外，還有非正常的磨損也易導致泄漏事故，需要提前做好防范措施。

2）統計顯示省煤器懸吊管和省煤器管束泄漏事故最多，在檢修時一定要把防磨護瓦安裝到位，尤其是懸吊管的防磨護瓦，要留有足夠的膨脹間隙，防止護瓦翹起，失去防護作用。

2 受熱面泄漏原因分析與預防措施

2.1 水冷壁泄漏原因

2.1.1 安裝和檢修缺陷

安裝缺陷導致水冷壁爆管泄漏，是機組投產初期發生爆管泄漏事故的主要原因。檢修時，管子對口和焊接質量不良也容易導致泄漏事故發生。

2.1.1.1 水冷壁管焊接時對口不規范

（1）焊口側偏：水冷壁管焊接時因管屏鰭片開口小，就會發生強制對口，焊口側偏，造成焊口凸起處側磨，使焊口部位減薄超標，直至爆管泄漏。

（2）焊口凸起：是指水冷壁管對口焊接時，焊縫間焊絲熔物高出管子平面，造成貼壁下落物料沖刷焊口和改向后沖刷相鄰管子，造成管子沖刷減薄泄漏。

2.1.1.2 焊口內部氣孔、夾鎢、內凹或其他隱性缺陷

（1）焊口內部氣孔或夾鎢是焊口常見缺陷之一，這類缺陷有時會由隱性變為顯性，導致泄漏事故的發生。焊口探傷時，要嚴格控制焊口內氣孔、夾鎢等缺陷。

（2）焊口內凸或內凹缺陷，會造成水流在該焊口部位形成漩渦流，產生氣泡，吸附在管壁上，造成水冷壁管傳熱惡化。檢修換管時要下料準確、坡口角度適中，對口嚴格把關。

2.1.1.3 鰭片凸起、砂眼或其他漏焊缺陷

（1）鰭片凸起，一般有鰭片接頭凸起，焊瘤凸起，鰭片接頭處明顯高出鰭片平面形成的高點。再就是鰭片接頭處用鋼筋或其他材料補焊，凹凸不平，這樣就導致爐內物料貼壁下落時改向沖刷相鄰管束，導致受沖刷水冷壁管束減薄爆管泄漏。安裝后的鍋爐要注意鰭片該類缺陷。

（2）鰭片砂眼或漏焊也易導致水冷壁管沖刷，由于流化床鍋爐是正壓鍋爐，當水冷壁鰭片有缺陷時，就會導致爐膛灰渣、煙氣從缺陷位置泄漏出來，沖刷附近管壁導致泄漏爆管。在檢修時，水冷壁鰭片檢查也是一項重點工作，對存在缺陷的鰭片要及時修復。

2.1.1.4 密封盒缺陷

密封盒缺陷是導致流化床鍋爐投產初期爆管事故發生的主要原因之一。流化床鍋爐密封盒主要用于各類風口、返料口、給煤口等部位，這些部位密封盒一般在安裝時容易留有一些未滿焊缺陷，這些缺陷一般較難發現，當水冷壁管束磨損嚴重減薄泄漏爆管后才顯現出來。預防該類缺陷只有通過風壓試驗檢查發現，做風壓試驗前把這些部位保溫拆開，仔細檢查，尤其是一些讓管拐角的部位，更要仔細檢查，發現缺陷及時處理。

2.1.2 沖刷磨損

沖刷磨損導致的鍋爐水冷壁爆管泄漏事故也較為常見，當不能及時發現和采取相應的防磨措施時就會導致爆管事故的發生。

（1）物料撞擊磨損：是指物料對水冷壁造成的沖擊磨損。這種沖擊磨損主要集中在下水冷壁彎管處，撞擊形成大的凹坑。預防這種磨損一是通過燃料粒度和運行調整完成，當燃料顆粒度保持7 mm以下時，鍋爐燃燒區域基本在密相區，當燃料顆粒度超標時，只能提高一次風量來完成流化過程，就會造成爐膛燃燒區域上移，導致大的顆粒物直接撞擊在水冷壁彎管上，形成沖刷凹坑。二是在水冷壁彎管處實施堆焊和防磨噴涂技術，可以提高水冷壁管的耐磨性，這樣也可以減緩水冷壁彎管沖刷磨損。

（2）自然沖刷磨損：是指床料沿水冷壁貼壁下落時形成的磨損，對易沖刷部位進行合金噴涂，可取得較好的防磨效果。在鍋爐密相區上部加裝防磨梁，減少貼壁下落物料的沖刷，也有很好的防磨效果。

（3）二次風量配比不均造成受熱面沖刷磨損：當任何一側墻二次風量偏弱時，就會對該側墻面造成局部沖刷磨損，所以，各墻二次風量配比至關重要。

（4）耐火材料邊緣凹凸不平，易導致水冷壁管沖刷泄漏，檢修時要認真檢查耐火材料邊緣管子磨損情況（圖1），磨損的管子要補焊或更換，凹凸不平的耐火材料邊緣要修復平整。

圖1 澆注料邊緣凹凸不平導致磨損

2.1.3 管壁腐蝕爆管泄漏

（1）管壁腐蝕爆管泄漏事故一般較少發生，這類事故發生前，無任何預兆，突然爆破，破口大（圖2）。水冷壁管內腐蝕割管檢查發現，內壁腐蝕部位氧化垢渣達2～3 mm厚（圖3），垢下腐蝕尤為嚴重，且因長時間腐蝕，管壁組織結構發生變化，形成氫脆爆管。

圖2 內腐蝕爆管破口

圖3 內壁垢渣

（2）爐膛內部通風不好，空氣濕氣凝結在管壁上就形成了外腐蝕，這類腐蝕提前預防就不會對管子造成較大損壞，只要在停爐后加強檢查和通風就可避免。

（3）水冷壁管內壁腐蝕只有通過割管檢查才能發現。造成水冷壁管內腐蝕原因較多，主要有給水品質不合格、爐水品質差、鍋爐停爐保護不當等原因。

1）給水品質不合格是造成鍋爐水冷壁管內腐蝕的主要原因，鍋爐運行過程中要嚴格保證鍋爐給水品質合格，加強水質化學監督管理，保證爐水加藥品質合格。

2）爐水監督不到位導致爐水品質變差，也易造成水冷壁管內腐蝕。爐水取樣、水質化驗、排污，任何一個環節出了問題，都會造成爐水不合格，污染水循環系統，危害到鍋爐內管壁，形成大面積腐蝕。

3）鍋爐長時間停運后要有正確有效、切實可行的停爐保護措施，且嚴格執行，才能保證水冷壁管不發生該類內腐蝕。

2.2 省煤器泄漏原因

（1）安裝缺陷導致的省煤器泄漏事故占比較大。安裝缺陷主要有護板安裝不當、管排出列、護瓦安裝不規范、密封盒漏風、聯箱端頭漏風等。

1）護板安裝不當主要是指護板未能安裝到固定位置，由于護板偏移，使得一側省煤器管束脫離護板保護，沖刷磨損泄漏，再就是護板安裝后固定不牢固，脫離原來位置，使得部分省煤器管束沖刷磨損泄漏。

2）管排出列主要是指順列安裝的省煤器管束，脫離原有位置，使得至上而下的煙氣直接沖刷管束，直至管壁減薄泄漏。

3）護瓦安裝不規范，是指省煤器在安裝前就要把護瓦全部加裝好，且每層都要加裝。一是只在最上層管束上加裝了護瓦，下面管束全部沒有安裝，易造成下部管束磨損泄漏；二是護瓦安裝時沒能留有足夠膨脹間隙，運行受熱護瓦膨脹變形脫離；三是護瓦安裝時或吊裝后脫離了管束中心線，偏移一側，使得管束失去保護作用。

4）墻板漏風和密封盒漏風，是指省煤器四周墻板焊接時漏焊或開焊現象，尤其是有鋼梁部位和四角部位，更容易發生漏焊缺陷，漏風在負壓作用下使得風道內垂直下落的灰流改向沖刷在管束上，造成管束磨損減薄泄漏。

5）聯箱端頭漏風也是導致省煤器泄漏的原因之一，省煤器端頭密封漏風可導致最外側管束沖刷磨損，檢修時一定要仔細檢查密封盒漏風情況。

（2）設計缺陷和設備缺陷造成省煤器泄漏事故較少，但是該類事故一旦發生都是比較嚴重的，處理時間長，費用高，有時需要重大技術改造才能消除。

1）設計缺陷主要發生在省煤器吊掛裝置上，大部分省煤器均采用兩端管束與墻板吊掛，當吊掛裝置設計有缺陷時，會導致省煤器管束吊掛部位應力撕裂泄漏；當吊掛方法不當時，會造成省煤器管束和墻板摩擦碰撞，導致泄漏發生；當吊掛裝置出現開焊現象時，會造成省煤器管排下墜、摩擦、碰撞泄漏。

2）設備缺陷是指管束有縱向隱性裂紋，或者是管束彎頭有減薄超標、鼓包等制造缺陷，在運行過程中發生泄漏事故。

（3）省煤器采用懸吊結構的較少，位于旋風分離器出口處的懸吊管，易于受煙氣沖刷，如果護瓦安裝不當就會導致沖刷磨損泄漏。

1）懸吊管防磨一般是通過加裝防護瓦或者是合金噴涂來預防的。防磨噴涂在迎風面嚴重磨損區域只能維持一個運行周期，需要反復進行。防磨護瓦防磨效果好，但容易脫離或變形翹起，失去防磨作用。一般是采取合金噴涂和護瓦相結合效果最好。

2）懸吊管穿頂部包墻過外部有密封盒，密封盒漏風會導致沖刷懸吊管和頂棚過管，該位置爆管泄漏不會是單純的懸吊管或頂棚過管泄漏，一般是包墻管和頂棚管多管泄漏。所以，防止頂部密封盒漏風也很重要。

2.3 過熱器泄漏原因

（1）過熱器有安裝在尾部煙道的包墻過、一級過和三級過，安裝在爐膛的二級過。泄漏原因基本上同尾部的省煤器和爐膛的水冷壁類似。

（2）二級過熱器爆管泄漏事故較少，一般是伴隨著水冷屏或水冷壁爆管泄漏而發生。

（3）三級過熱器泄漏事故很少發生，主要是一級過和包墻過熱器爆管事故較多。

1）左右包墻過下聯箱與后包墻下聯箱間膨脹間隙漏風，容易吹損最外圈一級過管束，一級過管束泄漏發現稍遲些時，就會導致相鄰管束和附近包墻管大面積吹損，在檢修時一定要把相鄰兩個聯箱間的縫隙修補好（圖4），防止漏風沖刷管束。

2）密封盒漏風導致一級過聯箱處管束泄漏事故較多，由于一級過管束受安裝位置局限，有些部位無法檢查，尤其是穿包墻過管時密封必須要嚴實，否則就會發生爆管事故。

3）過熱器管束過熱蠕漲鼓包發生泄漏，這類事故較少發生，主要是因為從發生蠕漲到爆管有個過程，在檢修時認真檢查就能發現管子蠕漲，及時處理就可避免發生爆管事故。

4）包墻過熱器有時會發生應力撕裂泄漏事故，撕裂一般發生在尾部煙道包墻過側墻與頂部交接角處位置，隨著機組運行時間的推移，直至現在基本沒有類似缺陷發生。

圖4 相鄰聯箱間隙漏風

3 結語

CFB鍋爐的受熱面防磨是每個電廠較為重視的一個問題，經多年檢修經驗積累，通過在實際工作中的摸索和嘗試，我們在檢查和預防方面總結出了一些方法和經驗。受熱面檢查是一項集工作經驗和工作態度于一身的精細性工作，易磨損區域、易吹損部位要了解清楚，發現沖刷磨損后要分析磨損原因，要有磨損預防措施，這樣才能避免爆管事故的發生。

防磨防爆工作要以預防為主，在檢修時對一些隱性缺陷檢查到位、預防到位，就可以把鍋爐的爆管事故發生概率降為零。