“四管”防磨防爆检查与标准

“四管”防磨防爆检查与标准锅炉受热面是指把燃烧产物与水汽工质隔开的金属壁面。受热面把燃烧产物的热量传给水汽工质并承受工质的压力，既受热又承压，还要承受外部烟气和灰尘的冲刷，工作条件极其恶劣。锅炉受热面按蒸汽不同的加热作用，可分为水冷壁、过热器、再热器、省煤器等。受热面在锅炉中所处的位置不同，其工作环境有较大的差异，受热面出现问题的情况也各不相同；此外，锅炉燃烧的煤质不同、运行工况不同，受热面出现问题的情况也各不相同。因此，对锅炉受热面问题原因的分析“要具体情况，具体分析”，把握出现问题较为频繁的位置进行详细的分析和处理，就可将爆管的可能性降到最低。概述一受热面爆管原因分析受热面爆管的原因有很多，涉及很多因素，但万变不离其宗，根据历次爆管经历和防磨防爆重点，总结受热面爆管主要是由管外部磨损；腐蚀；超温；管材质量；检修不当等产生的。（一）管外部磨损管外部磨损又分为管子之间的机械磨损、烟气飞灰对管子的磨损以及吹灰器对管子的吹损。管子之间以及管子与其它部件之间的磨损十分普遍，由于运行中管排之间膨胀、晃动的方向、幅度、频率不一致，相互贴近的部位就很容易发生磨损，而且管壁减薄速度很快，1到2年就可能磨损2～3mm，从而造成受热面管子因管壁厚度、强度不够而爆管。一受热面爆管原因分析1、机械磨损易发部位有：a.省煤器悬吊管与低过管排紧贴部位。省煤器悬吊管因其吊挂耳板制作、安装不良，或低过管排定位管卡损坏、失落，造成省煤器悬吊管与低过管排紧贴，在运行中由于晃动的幅度和频率不一致导致磨损。如图一受热面爆管原因分析b.管排固定卡对受热面管排的磨损也十分严重，特别是同一管卡分别固定（连接）两种管排的部位。c.立式管排定位管与管排接触部位。屏式过热器、高温过热器、高温再热器处于烟温较高部位，定位管固定卡易烧坏，而由于其立式布置的特点，运行中晃动剧烈，晃动幅度大，管排磨损尤其严重。一受热面爆管原因分析2、烟气飞灰磨损燃煤锅炉受热面的飞灰磨损，不但要造成受热面的频繁更换，使发电成本增加，而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故，危害很大。在锅炉烟道中烟气以一定的速度不停的冲刷受热面时，往往会携带一定数量灰尘冲击管壁，每次冲击都可能给管壁造成一定的磨损。日积月累，由于飞灰的不断冲击，管壁将被越削越薄，直至爆管。受热面的飞灰磨损一般都带有局部性质，在烟速高的烟气走廊区和灰分浓度大的区域，通常磨损较严重，特别是在低温受热面中，飞灰颗粒硬化，且此处烟速也较高，因此更易磨损。一受热面爆管原因分析飞灰磨损的主要部位有：a.顺列布置的管排最上面一个管直接受到烟气飞灰的磨损，另外出列的管子也容易受到烟气飞灰的磨损。b.对于管排上加装2块以上防磨瓦的，由于防磨瓦不能密切结合，导致烟气飞灰直接冲刷露出的管材。一受热面爆管原因分析c.容易造成烟气走廊和烟气回路的，在烟道中，有时存在只有很少管子或没有管子阻隔的狭窄烟气通道，如管束侧边管排与烟道前后墙间的空隙、管束弯头端与侧墙间的空隙等，这种通道称为烟气走廊。在烟气走廊和烟气回路中，由于流阻很小，流速特别高，有时比平均流速要大3～4倍，因而使磨损量较平均情况下的高出几十倍。烟气走廊也可以由管束局部积灰、堵灰等原因而形成。另外飞灰磨损还于烟气速度、飞灰浓度与灰粒撞击率、飞灰物理化学特性、受热面结构与布置、燃烧工况等有很大的关系。一受热面爆管原因分析3、吹灰器对管子的吹损锅炉的受热面积灰结焦是严重影响锅炉出力和锅炉效率的主要原因。因此，在实际运行中必须解决锅炉受热面的积灰、结焦问题，并及时清除受热面的积灰和结焦。才能保证锅炉正常出力和锅炉效率。一受热面爆管原因分析（二）管内（外）腐蚀1、管外腐蚀管外腐蚀分高温腐蚀和低温腐蚀。一受热面爆管原因分析a.高温腐蚀锅炉受热面管子，在高温情况下，烟气侧和蒸汽侧均有发生腐蚀的可能性。高温腐蚀主要是硫酸盐型高温腐蚀。锅炉在运行中，管壁中的铁与氧反应生成一层很薄的氧化铁，该氧化铁对管壁具有保护作用，但是，如果在过热器、再热器烟气侧产生硫酸盐型高温腐蚀，就会破坏这层稳定的氧化铁保护层，管壁会因腐蚀而变薄，造成受热面失效。硫酸盐型腐蚀多发生在550～710℃的温度下，其中在650～700℃的温度下腐蚀最强烈。高温腐蚀是反复进行的，它将氧化膜破坏、生成、再破坏，管壁逐渐减薄，最后导致爆管。一受热面爆管原因分析b.低温腐蚀锅炉尾部受热面（省煤器）的硫酸腐蚀，因为尾部受热面区哉的烟气和管壁温度较低。燃料中的硫燃烧生成二氧化硫（S+O2→SO2），二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2→2SO3），SO3与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气。硫酸蒸气的存在使烟气的露点显著升高。当燃料含硫量较高，过量空气系数较大，以致烟气中SO3含量较多，露点较高，且给水温度较低（如高压给水加热器停用）时，省煤器管就可能发生低温腐蚀。一受热面爆管原因分析2、管内腐蚀受热面管内腐蚀主要包括垢下腐蚀、氧腐蚀、蒸汽腐蚀、应力腐蚀。一受热面爆管原因分析当给水品质不良时，炉水中的铁、铜、钙、镁、二氧化硅等杂质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离出来附着在管内表面，形成水垢，水垢的传热系数只有钢管的1／200，影响传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包或破裂.一受热面爆管原因分析锅炉受热面在停用时与不合格水或湿空气接触，受空气中氧气、二氧化碳和二氧化硫的影响会产生管内化学腐蚀。在给水含氧超标时，也会使省煤器内壁产生点状氧腐蚀。一受热面爆管原因分析（三）受热面过热过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。因此，超温导致过热，使设备安全系数降低，应严格控制蒸汽温度的上限。一受热面爆管原因分析1、长期过热过热分长期过热和短期过热，长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。产生长期过热的原因是管内汽水流量不均匀，炉内热负荷偏高，管子内部结垢，异物堵塞管子。一受热面爆管原因分析长期过热爆管的破口形貌，具有蠕变断裂的一般特性，管子破口呈脆性断口特征，爆口粗糙，边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不多。一受热面爆管原因分析2、短期过热短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降，在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象。短期过热常发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。一受热面爆管原因分析导致短期过热的原因有：管子内部严重结垢；管内汽水流量严重分配不均；炉内局部热负荷过高；异物严重堵塞管子：炉内烟气温度失常。爆口塑性变形大，管径有明显胀粗，管壁减薄呈刀刃状；一般情况下爆口较大呈喇叭状；爆口呈典型的薄唇形爆破；爆口的微观为韧窝一受热面爆管原因分析焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作用下微裂纹的尖端、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等缺陷处的高应力逐渐使基杆开裂并发展成宏观裂纹，最终贯穿受热面管壁导致爆漏事故。（四）焊接质量和拉裂一受热面爆管原因分析焊接缺陷的产生原因很多，它与结构应力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平等有关。一受热面爆管原因分析拉裂是指在锅炉经过多次起停后在管子-管子、管子-密封件、管子-刚性梁连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。拉裂引起的漏泄所占比例较大，应认真检查减少拉裂漏泄，预防拉裂主要是消除应力集中现象一受热面爆管原因分析。锅炉受压部件表面急剧冷却，加热，经受热冲击，当应力幅度及交变次数足够时，便出现网状，放射状或鳄鱼皮状裂纹。锅炉汽包，省煤器再循环管孔附近的裂纹，安全阀管座附近，输水管座附近，往往出现两种温度不同的汽水介质，从而构成壁面温度交变的条件，是锅炉承压部件发生热疲劳损坏区域（五）受热面热疲劳一受热面爆管原因分析二、防磨防爆检查重点在机组的停运过程中，如何做好受热面的防磨防爆检查是个很重要的问题。根据机组的停机时间，对重点部位进行有针对性的检查，是防磨防爆工作的重中之重。1、存在相互接触和摩擦，易产生局部机械磨损的部位：如穿墙管、水平受热面（低过、低再、省煤器）与悬吊管接触部位、管卡处管子等。2、易产生冲刷磨损的部位：如燃烧喷口本身及附近水冷壁、看火孔、人孔门、穿墙管等易产生漏风的部位。二防磨防爆检查重点3、处在烟气流速和飞灰浓度高的部位，特别是出列的管子、易产生烟气走廊和烟气回路部位的管子。4、易因膨胀不畅而拉裂的部位和炉顶穿墙而未加套焊接的管子：如水冷壁四角管子、燃烧器喷口和孔、门弯管部位的管子，工质温度不同而连在一起的包墙管，与烟、风道滑动面连接处的管子等，炉顶低温再热器、过热器等穿墙而未加套管焊接的管子。5、受蒸汽吹灰器汽流冲刷的管子及水冷壁或包墙管子上开孔安装吹灰器部位的邻近管子。二防磨防爆检查重点6、可能会发生长期超温爆管的管子：如屏式过热器、高温过热器和高温再热器等有经常超温记录的管子，异种钢接头。7、易发生爆漏的各种焊口：如承受荷重部件的承力焊口，如过、再热起穿墙管焊缝；联箱管座焊口；异种钢焊口；管排定位夹脱落部位。8、变形严重的受热面管排；历次爆管部位、补焊过的管子。9、防磨瓦、罩完好情况和支、吊架受力情况。二防磨防爆检查重点三锅炉四管报废界限对于磨损过热损伤的管子，应根据严重程度裁定是否报废。对已报废的受热面管应立即更换。a.管壁磨损减薄≧30％壁厚;b.碳钢管胀粗3.5D，合金钢管胀粗2.5D（D为管子原始外径）;c.表面氧化皮厚度0.9mm;d.管子表面有裂纹，鼓包.凡具备上述之一着，即为报废。1、加强管理a.树立全过程管理观念，要从锅炉材料选型和检修管理、运行管理、加强检验等各个环节全面落实防磨防爆工作。b.树立以人为本的思想，发挥主观能动作用，提高防磨防爆检查工作的实效；要加强防磨防爆技术交流和培训，不断提高有关人员的专业素质。c.建立锅炉“四管”爆漏技术台帐，要及时、准确、清晰地记录每次爆漏部位、产生原因、抢修方案和采取的措施等。四加强管理，制定实施防磨计划2、加强原材料和焊接管理a.各类受热面管子入厂时，应作宏观检查、通球试验和100％表面无损检验，更换合金钢时，必须100％光谱验证钢号。b.焊接前应制定焊接工艺卡。尽量避免火焊切割管子，不得已时应制定防止残渣落入管子的措施；必须采用全氩焊接或氩弧焊打底，合格焊工施焊，焊前练习并检验合格；焊接后做好必要的热处理；更换焊口100％无损检测。四加强管理，制定实施防磨计划3、加强运行管理和检修过程控制a.控制合理的过剩空气系数、减少锅炉各处的漏风以降低烟气流速。b.最好不要燃用灰分含量高的燃煤，若必须燃用应做好掺配工作，以防烟气中的飞灰含量大或烟道中存在烟气走廊，使受热面局部管壁磨损严重。c.应搞好锅炉的燃烧调整，避免不完全燃烧的发生。d.严格按规定进行炉本体及空预器定期吹灰工作，防止由于积灰、堵灰等产生烟气偏流、加快磨损及可燃物在烟道内再燃烧现象的发生，使用蒸汽吹灰时要充分按照吹灰规程进行，安排人员现场全程跟踪吹灰过程，以便及时发现吹灰故障。四加强管理，制定实施防磨计划e.组织好炉内的燃烧工况，避免烟气偏流造成局部烟速过高。f.控制好检修质量，对有磨损的地方采取加装防磨瓦，磨损严重的换管，大面积磨损的进行喷涂。我公司就对尾部受热面易磨损区域进行了喷涂，效果显著。g.对原有加装防磨瓦的进行定期抽查，及时了解管材的继续磨损情况。h.定期抽查受热面管的氧化和腐蚀情况。i.逢停必查，利用机组一