火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏原因分析及處理研究

(山西漳電大唐塔山發電公司，大同 037001)

0 引 言

對于火力發電廠的鍋爐來說，其受熱面是較為重要的組成部分，與此同時其長期處在較為惡劣的環境中，所以存在著嚴重的受熱面管泄漏隱患，基于此，有必要對其展開深層次的探究。

1 項目案例

該火力發電廠所使用的鍋爐為300 MW鍋爐，在實際制造的過程中采用了來自美國的先進工藝與技術，主要使用的燃料為煙煤，并使用平衡通風、死角切圓的方式進行燃燒。其中末級過濾器處在水冷壁排管后面的水平煙道當中，總共有90片，具體的布置情況為沿著整體路寬的方向按照152.4毫米的橫向節距進行布置。此次泄露的實際位置在末級過熱器高溫段。泄漏事故發生時，鍋爐1號爐管監測系統的“26”、“27”、“16”檢測點分別發出報警提示，實際的報警點處在尾部煙道后墻位置，工作人員檢查了相應的機組參數，并未發現任何異常情況，接下來工作人員將設備本體的人孔門打開，深入到內部進行更為細致的檢查工作，發現鍋爐確實存在泄漏情況，并在第一時間停止了1號機組的正常運行。工作人員在入爐檢查之后發現1號爐存在末級過熱器泄漏的問題，唯有對其采取外部管割除的措施才能夠有效完成對于泄漏點的處理，基于此，工作人員總共完成了18根外部管的割除工作，并分別對泄漏管和其鄰近管進行取樣，并對其展開深入的失效分析工作。

2 火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏原因分析

2.1 設計問題

火力發電廠鍋爐受熱面管之所以會出現泄露問題，其最主要的原因便是其在設計方面存在不足。

首先，通常情況下，針對大型火力發電廠進行鍋爐設計工作的時候，都面臨著理論與實際情況不符的現象，比如：爐膛結構不科學，難以實現同不同煤種相適應，進而使得過熱器出現超溫爆管的現象。

其次，設計人員往往會存在經驗不足的問題，在實際設計工作開展的過程中未能科學合理地實現對于關鍵系數的選用，例如：若是沒有正確選擇爐膛的高寬比，便會導致其出現高度不足而產生超溫的現象，而若是在受熱面系數方面選擇不科學，則會造成爐膛出口的煙溫偏差出現過大的問題[1]。

最后，設計人員在熱面布置以及結構設計方面欠缺科學性同樣會增加鍋爐受熱面管泄漏的可能性，比如，若是同屏各管本身所具有的長度以及管徑存在差異性或者是引出布置不科學，都有可能會產生熱偏差以及流量偏差的問題，進而使其出現超溫現象。除此以外，還包括設計過程中選材不當等問題，筆者將會在下文展開詳細分析，這里不再贅述。

2.2 超溫運行

超溫運行主要可以劃分成兩種類型，分別為短期超溫以及長期超溫，其中長期超溫主要指的是其管壁的溫度低于材料的下臨界溫度，長期超溫具體來看，其幅度雖然相對較小，但其通常會有著較常的持續時間，進而導致鍋爐管子產生碳化物球化的問題，最終在管子相對薄弱的部位出現爆管。短期超溫則主要指的是管壁溫度大于材料的下臨界溫度，在這種條件下材料的實際強度會有所下降，進而在內壓力的作用下出現脹粗爆管的問題,爆口處局部形貌如圖1所示。

圖1 爆口處局部形貌

之所以會產生超溫運行的問題，主要是因為管內存在著工質流量分配不均的現象，與此同時，爐內的局部熱負荷相對較高，再加上管子內部有著嚴重的異物堵塞以及結垢等問題。上述問題的出現都會加劇其超溫運行的程度，為火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏埋下了嚴重的安全隱患。

2.3 鍋爐結焦

除了設計問題以及超溫運行以外，鍋爐結焦現象的出現同樣會導致火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏。在燃料中包含著諸多的灰分，而在長時間的高溫運行狀態下，灰分處在高溫并嚴重缺氧的環境中通常會融化成為液態，或者是以軟化的狀態呈現出來。當灰分在軟化狀態中同受熱面相接觸，便會在受到驟然冷卻的過程中進行直接硬化，并牢固地附著在受熱面上，這便是鍋爐結焦的由來。與此同時，若是鍋爐燃煤中存在著大量的堿金屬，那么飛灰則有極大可能性會在末級過熱器以及分屏過熱器管排上生出沉積物，一旦未能夠及時進行妥善處理，便會形成結焦，進而減少末級過熱器以及分隔屏實際所吸收的熱量，使得煙氣溫度驟然提升。

3 火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏處理措施

3.1 強化對于受熱面的日常檢查工作

若想實現對于火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏問題的有效應對，相關工作人員要強化開展對于受熱面的日常檢查工作，該工作本身有著較強的專業性質，所以工作人員自身既要具備扎實的相關專業理論知識，同時還要擁有良好的崗位責任意識以及豐富的實踐經驗。在實際開展檢查工作的過程中需要從各方面規定以及標準出發，對于各項缺陷所開展的處理與驗收工作都要讓相關當事人以及負責人進行確定，接下來再由專門的工作人員對其采取針對性的技術處理措施，此舉能夠實現相關工作人員責任意識的有效提升，還可以更加及時高效完成對于鍋爐受熱面存在問題的解決工作，對于設備的持續平穩運行有著重要作用[2]。

3.2 科學管理鍋爐管材與焊材

鍋爐管材本身的質量直接影響著其實際使用過程中的有效性，所以工作人員應當加強對于鍋爐管材以及焊材的重視，并在實踐過程中對其進行科學管理，特別是在受熱面的檢測方面，其經常有換管的需要，然而從鍋爐內所使用的管材的尺寸以及種類來看，其呈現出十分復雜的特點，而不同的爐型在管子的應用上又存在一定的差異性?；诖耍ぷ魅藛T應當嚴格保障鍋爐使用管理的規范性，確保其不會出現用錯管材的問題，與此同時，還要針對物資展開相應的驗收管理工作，保障其各個環節中都能夠受到嚴格控制，同時還要對于管材本身的出廠證明進行嚴格保存。

當工作人員實際開展物資管理工作的時候，應當事先在專門的區域范圍內實現對于爐管的合理保存，切忌不能將其隨意地堆放在室外，防止其出現由于不合理存放導致的腐蝕生銹問題。當對于材料進行出入庫管理的時候，工作人員也要保證其良好的規范性，確保其存在專門的金屬工作人員確認爐管的實際材質，唯有保障其合格之后才能真正進行具體應用。焊材的管理工作同鍋爐管材一樣重要，通常情況下在開展相應的檢修使用工作中，其實際所涉及到的焊材種類十分復雜，而將其包裝打開之后很難對其進行有效區分，所以在管理過程中應當保障其在現場能夠實現整齊擺放。除此以外，應當安排專門的金屬人員對所有環節應用焊材材質進行確認，確認無誤之后才能正式投入使用，接下來按照種類對剩余的各類焊材進行劃分并分裝入庫。

3.3 大力開展安裝質量控制

3.3.1 受熱面安裝質量驗收

為了能夠有效減少火力發電廠鍋爐受熱面管泄漏問題的出現，工作人員應當大力開展對于安裝質量的控制工作。鍋爐受熱面在實際進行安裝驗收的過程中應當按照規定的順序和流程進行。其順序依次為班組和工地、施工單位以及建設單位。而在質量驗收方面同樣需要按照相應的批次、分享以及分布等流程開展。其中監理單位主要開展對于批次、分項以及分部工程的驗收工作，建設單位驗收的則是其單位工程。按照這樣的流程需要保障各個環節檢驗合格并提供相應的記錄之后才能夠讓相應的檢驗單位對其展開更深層次的驗收工作，這種規范化的流程和順序能夠提升工程項目開展的質量，并有效規避普遍存在的聯合檢驗問題。

3.3.2 鍋爐受熱面安裝控制

在進行鍋爐受熱面安裝控制的過程中，工作人員應當先確定鍋爐的標高，其需要嚴格檢測鍋爐的鋼架，確定好其高度以及實際位置，并用油漆對其進行標記。工作人員在對懸吊式結構的標高進行確定的過程中一般會在頂板大板梁的基礎上進行，若是其本身在制造階段便有一定的尺寸偏差，便可以是適當采用基礎墊鐵的措施展開優化調節工作。

在汽包找正方面，工作人員要注意，汽包在連接的過程中存在較多的管道以及接口，而其標高以及實際安裝的位置會對受熱面的安裝精度產生直接影響，所以工作人員要先對汽包進行劃線，一般分為橫向與縱向兩種類型。

在受熱面間隙尺寸控制方面，當鍋爐受熱面進行正式運行時，其內部所具有的蒸汽介質壓力以及溫度都會增加，進而產生膨脹現象，基于此，工作人員需要嚴格開展對于其膨脹間隙尺寸的控制工作，進而有效減少由于尺寸不足而導致設備損傷的問題，切實提升設備運行的安全性與穩定性[3]。

4 結束語

綜上所述，積極探索鍋爐受熱面管泄漏的原因能夠幫助工作人員更加具有針對性的采取相應的處理措施，進而提高火力發電廠整體運行的質量。因此，火力發電廠需要加強對該方面的重視，并在實踐過程中積累各方面的經驗教訓，盡可能將其負面影響降到最低。