浅谈锅炉四管泄漏和防磨防爆

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1、浅谈锅炉四管泄漏和防磨防爆　　　　　　　　　　　　　　山东华能日照发电厂（276826）范秀方【摘要】通过回顾华能日照电厂一期锅炉四管泄漏的原因和类型，分析锅炉四管现阶段存在的问题，探讨防磨防爆下一步工作的侧重点，以达到最大限度地减少“四管”泄漏次数，提高锅炉运行的安全性和经济性的目的。【关键词】锅炉四管泄漏回顾现状分析防磨防爆探讨　　　华能日照电厂一期2×350MW机组两台锅炉系西班牙FOSTERWHEELER公司制造，型号为FWESA1189.36/17.14-1型，为亚临界、一次中间再热、自然循环汽包锅炉。锅炉采用平衡通风、直吹式制粉系统、悬浮

2、燃烧方式。锅炉结构为单炉膛π型无中间走廊全露天悬吊布置，锅炉水冷壁和尾部包覆过热器均采用膜式结构，水冷壁管在燃烧器区域采用内螺纹管。锅炉尾部竖井烟道由中隔墙将烟道分为前、后两平行通（烟）道。炉前烟道布置初级过热器和上部省煤器，炉后烟道布置整个再热器，在中隔墙下面安装有烟气调节挡板，用以调节通过前、后烟道的烟气流量，挡板下面为下部省煤器。16只燃烧器分四层布置在前墙，四台磨煤机三运一备，采用蒸汽吹灰。　　　1锅炉四管泄漏回顾　　　日照电厂1号机组于1999年9月15日投产，2号机组于2000年1月13日投产，至2006年12月已发生爆管泄漏27次，其中

3、1号炉18次，2号炉9次。从设备上分，一级过热器（包括顶棚、中隔墙、侧包、后包）7次，高温过热器3次，低温过热器4次，水冷壁8次，再热器4次，省煤器1次。从泄漏原因上分，鳍片焊缝咬边或烧穿等原始焊接工艺造成泄漏8次，结构不良造成泄漏5次，弯管制造工艺不良造成泄漏6次，长期超温造成泄漏2次，吹灰蒸汽吹损3次，风口带灰吹损2次，氧化皮脱落堵塞1次。　　　弯管是使用各种各样的热态或冷态定型弯曲工艺制作的，弯曲工艺会引起弯头外侧（外弧拱背）上的壁变薄及弯头内侧（内弧拱腹）上的壁变厚。有关研究表明，对于一个恒定的壁厚，弯头的内弧拱腹上的环向应力大于远离弯头的环

4、向应力，弯头的外弧拱背上的环向应力稍微小于远离弯头的环向应力。弯管制造工艺不良，弯曲半径较小，在弯制过程中弯头内外弧处存在严重变形区,在内弧外表面产生周向折叠层,在内表面由于受到较大的弯管应力和相变产生的组织应力从而形成应力腐蚀点;在运行过程中,由于温度波动所产生的热疲劳和热应力共同作用,使管子内弧表面腐蚀点产生微观小裂纹,小裂纹逐渐扩展造成泄漏。自2001年4月至2003年9月，水冷壁共发生在火焰监视器开孔处泄漏4次，4次泄漏中有3次裂纹沿管子内螺纹方向，位于管子弯弧侧面，1次为弯管内弧横向裂纹。此部位由于是内螺纹管，内部的螺纹凹槽更难以弯制，且火

5、焰监视处有风冷却，温差较大，会加速裂纹的扩展。2005年5月15日、2005年10月30日1号炉后墙水冷壁折焰角下弯头外弧面裂纹、鼻尖弯头内弧鳍片裂纹引起泄漏。该部位弯制应力过大，弯头与鳍片工作温度或膨胀系数存在差别，膨胀收缩会相互约束而产生附加的温度应力（即热应力）。在热应力作用下出现热疲劳破坏产生细小的短裂纹引起泄漏。2003年12月25日发生的2号炉左侧墙水冷壁冷灰斗斜坡二次风口将前墙对应管子吹爆和2004年1月25日的1号炉左侧墙水冷壁冷灰斗斜坡二次风口将前墙对应管子吹爆都属于炉底侧墙边界二次风携带灰尘颗粒自风口激流冲出，且风口开口位置不当，

6、长期冲刷磨损靠近侧墙处第1、2根前墙水冷壁管子造成减薄泄漏。在这几年的防磨防爆检查中，对该部位也进行了长期跟踪检查，仍不同程度的发现风口处管子被吹损的现象，措施除详细检查焊补外对风口适当抬高位置，避免风向直吹管子。　　　再热器出口联箱管座、中隔墙、省煤器的几次泄漏是由于结构不良造成的。2000年10月6日、2001年9月27日#2炉再热器出口联箱最外圈管座泄漏，原因是保温施工利用此管固定保温支架，运行中因联箱膨胀与保温支架膨胀不一致，使此管不能随联箱自由膨胀，在焊缝的热影响区拉裂。这一原因造成了2号炉2次泄漏，1、2号炉7个管座产生裂纹。膨胀不畅部件

7、之间摩擦减薄泄漏，如2000年2月25日，1号炉省煤器中间联箱下管排在运行中轴向膨胀与相邻烟道支撑工字梁摩擦减薄泄漏。1999年9月21日1号炉中隔墙基建安装中临时加装的固定铁片，运行中管屏膨胀受阻造成了1次泄漏。这几年的防磨防爆检查中也发现了如28m再热器入口联箱疏水管与炉墙摩擦、省煤器入口联箱下管圈与钢梁摩擦等类似缺陷，需要我们对各部位的膨胀量和间隙值比较了解，在检查中认真查找辨别摩擦或拉裂痕迹，进行及时处理，预防泄漏发生。　　　过热器的泄漏中多是由于鳍片焊接不良造成的。其中2000年10月4日#1炉侧包过热器北侧东数第一个联箱西数第一根管（标高

8、49m）处泄漏、2002年4月5日，1号炉顶棚过热器南数第95、96根管鳍片处焊缝发生泄漏、2002年5月1