【正文】 煙氣中的飛灰顆粒冷卻到 700℃ 以下 ， 其硬度增大 ， 高速較大硬度的飛灰對受熱面的磨削 ，逐漸減薄管壁以致爆管 。 4. 飛灰撞擊管壁的機率 （ ?） 的影響 飛灰慣性 mw2大 ， 撞擊機率高；煙氣粘度小 ， 撞擊機率 高 。 通過估算 ， 可以發(fā)現(xiàn)流經(jīng)省煤器受熱面的灰量是十分驚人的 ，而含灰量的增加對設備會造成更嚴重的磨損 。 4. 對流過熱器積灰渣的影響 對流過熱器積灰渣阻塞煙氣通道 ， 使未堵部份煙氣流速急劇增加 ， 造成該區(qū)域受熱面管壁的嚴重磨損 。 8. 管排上的管夾因過熱變形或開焊造成管排振動及膨脹滑動 ， 使管壁與管夾 、 梳形卡子 、定位板之間產(chǎn)生磨損導致再熱器管爆漏 。 ? 機械磨損常有：煤粉噴嘴及三次風嘴附近的水冷壁管受帶粉氣流沖刷（如燃燒器噴嘴燒壞變形）；管排上的管夾因過熱變形或焊接不牢固而開焊，造成管子振動并與管夾相磨。 (一 ) 類型 1. 管內(nèi)壁腐蝕 ：也稱水汽側(cè)腐蝕 、 包括溶解氧腐蝕 、 沉積物垢下腐蝕 、 堿腐蝕 、 氫損傷 、 銅氨化合物腐蝕等 。 腐蝕速度與溶解氧的濃度成正比 。如果凝汽器泄漏的是海水或含 Cl的天然水，水中的 MgCl CaCl2將進入鍋爐、產(chǎn)生強酸 HCl，這樣沉積物下濃縮的爐水（很高濃度的 H+） pH值快速下降，而發(fā)生對金屬的酸性腐蝕。 2322 H3OFeOH32 F e ??????? 22 HF e OOHFe42 CHFeOH2F e C ???42 CHH2C ?? 管壁金屬脫碳 ， CH4積聚在晶界上的濃度不斷升高 ， 形成局部高壓以致應力集中 ， 晶界斷裂 ， 產(chǎn)生微裂紋并發(fā)展成網(wǎng)絡 ， 導致金屬強度嚴重降低 ， 使金屬變脆而斷裂 。 高溫硫腐蝕主要有 2 種類型：硫酸鹽型；硫化物型。 水冷壁管高溫腐蝕的機理 2. 煙氣側(cè)腐蝕 煙氣側(cè)腐蝕可以分為 高溫腐蝕和低溫腐蝕 硫酸鹽腐蝕過程主要有 2 種途徑 一種是在附著層中堿性硫酸鹽參與作用的氣體腐蝕， 即受熱面是熔融的硫酸鹽吸收 SO3，并在 Fe2O3與 AL2O3的作用下 , 生成復合硫酸鹽： 3Na2SO4 + Fe2O3 + 3SO3 → 2Na 3Fe(SO4)3 3K2SO4 + Fe2O3 + 3SO3 → 2K 3Fe(SO4)3 K2SO4 + Al2O3 + 3SO3 → 2KAl(SO 4)3 在復合硫酸鹽 K3Fe (SO4) Na3Fe(SO4)3 的混合物中，鉀與鈉的摩爾比值在 1∶ 1~ 4∶ 1 之間時，熔點會降低至 552℃ 。 ? 硫化物型高溫腐蝕 運行分析發(fā)現(xiàn)，當管壁附近呈還原性氣氛并存在含量很高的 H2S氣體時，則會產(chǎn)生嚴重的硫化物型鍋爐水冷壁腐蝕，而且腐蝕速度與煙氣中 H2S的濃度幾乎成正比。 FeS與 FeO的混合物是多孔性的，不起保護作用，可使腐蝕繼續(xù)進行。 由爐內(nèi)高溫氣流的劇烈擾動所引發(fā)的水冷壁的高管壁溫度、煤粉火焰貼墻、以及水冷壁面附近的高還原氣氛則構(gòu)成了外部條件。 影響燃煤鍋爐水冷壁高溫腐蝕的因素 ? 煤中含硫量高 煤中的硫是造成水冷壁高溫腐蝕的重要原因。而黃鐵礦對結(jié)渣和腐蝕影響極大，故有必要測定電廠燃煤的全硫及各種形態(tài)硫。 煤粉細度與爐內(nèi)貼壁氣氛的關(guān)系 ? 爐內(nèi)燃燒的風粉分離 爐內(nèi)燃燒的風粉分離是四角切圓燃燒鍋爐普遍存在的問題，這是導致水冷壁高溫腐蝕的空氣動力因素。 ? 爐內(nèi)切圓直徑偏大 運行實踐表明，由于四角切圓燃燒的鍋爐爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)的切圓太大，有的鍋爐的最大風速處距水冷壁只有 1~2m，且由于熱態(tài)時氣流膨脹，實際燃燒的直徑還會進一步增大，嚴重時會引起爐內(nèi)火焰的沖墻貼壁，這就使水冷壁附近形成強烈燃燒區(qū)，而爐膛中心卻相對成為弱燃燒區(qū)，一方面造成水冷壁溫升高且附近缺氧而生成大量的還原性氣體，另一方面貼壁風速高加強了煤粉顆粒對水冷壁管表面的沖刷磨損而使新的壁面暴露出來，從而加劇了高溫腐蝕過程。在調(diào)峰過程中，由于頻繁啟停和變負荷運行，鍋爐水冷壁熱脹冷縮，易使壁面的氧化膜脫落，為高溫腐蝕提供了有利條件。 ? 合理分配各燃燒器負荷，以控制燃燒器區(qū)域的壁面熱流密度和單只火嘴的熱功率，降低爐膛內(nèi)局部火焰的最高溫度。而旋流燃燒器的一次風率直接影響到煤粉氣流著火的快慢，特別是對燃用低揮發(fā)分的煤種，為加快著火，應限制一次風量，使煤粉著火的穩(wěn)定性較好；如果受到一次風率的限制難以降低一次風速，則可改造一次風口，減小其截面積來降低一次風速。 ? 適當?shù)拿悍奂毝? 煤粉較粗將會導致火焰沖墻、壁面附近燃燒強度高、煤粉難于燃盡等，從而引起高溫腐蝕與磨損。 ? 一次風反切 該措施既可防止高溫腐蝕，又可提高鍋爐的穩(wěn)燃能力，預防結(jié)焦。 根據(jù)結(jié)構(gòu)與布置方式，側(cè)邊風可分為 貼壁型 和 射流型 兩種 貼壁型側(cè)邊風是依據(jù)腐蝕面積的大小來確定進風孔數(shù)，并將孔開在蝕區(qū)的水冷壁管的鰭片上。使水冷壁附近的氣氛呈弱氧化性或中性狀態(tài)，防止引發(fā)高溫腐蝕。該法工藝簡單，涂層很薄，對水冷壁幾乎沒有傳熱影響，但價格太高。 ? 中間層為灰沉積層，分布大量黑點，為煤灰顆粒。 低溫腐蝕機理 這是煙氣中的硫酸蒸汽在空氣預熱器 、 省煤器管壁上驟然冷凝時發(fā)生的腐蝕 。 由于硫酸蒸汽的凝結(jié)溫度比水蒸汽高得多 ， 因此煙氣中只要含有很少量的硫酸蒸汽 ， 煙氣露點溫度就會顯著升高 。 在相同燃料含硫量下 ， 燃燒火焰溫度越高 ， SO3轉(zhuǎn)化率越高 ， 露點溫度也越高 。當水蒸汽分壓力為 10%的煙氣中硫酸蒸汽含量為 5~50ppm時 ， 煙氣露點約為129~149℃ 。 煙氣中的水蒸汽與硫酸蒸汽遇到低溫受熱面開始凝結(jié)時 ， 凝結(jié)液中的硫酸濃度很大 。 受熱面壁溫 。 奧氏體鋼在含氯離子的介質(zhì)和高溫的腐蝕環(huán)境由于拉 （ 壓 ） 應力作用亦會產(chǎn)生應力腐蝕裂紋 。 3. 腐蝕疲勞 ： 在充滿 S、 Na、 K、 Cl等致腐介質(zhì)中引 起的疲勞損傷 。某電廠 300MW機組鍋爐由于后水冷壁延伸懸吊光管管布置有缺陷造成其固有頻率與煙氣渦流激振頻率相接近發(fā)生共振而爆管損壞。 燃燒器旋轉(zhuǎn)氣流激起的切向波頻率與爐膛內(nèi)橫向煙氣的自振頻率相接近時 ， 會激起共振 。 鍋爐運行時 ， 水冷壁管向火側(cè)壁溫高 ， 向火側(cè)與背火側(cè)管壁溫差大且不能自由膨脹 ， 在向火側(cè)管壁產(chǎn)生很大的軸向壓應力 ， 出現(xiàn)較大的塑性變形 。在啟、停過程中或調(diào)峰時，又因升、降負荷速率過快，受熱面間的膨脹更是不暢，引起更多的拉裂或留下隱患，形成了惡性循環(huán)。 某電廠 1025t/h直流鍋爐試驗研究表明 ， 由于介質(zhì)中含 Cl、 SO4 NO NO2等離子 ， 啟停過程中局部軸向拉壓應力較高 ， 使前屏過熱器夾持管產(chǎn)生晶間應力腐蝕裂紋而爆漏 。 1989~1991年間全國大機組中因焊接缺陷造成鍋爐四管爆漏事故為 25%左右。 (二 ) 質(zhì)量缺陷的特征與原因 1. 焊接缺陷 (1) 裂縫：焊接接頭區(qū)域出現(xiàn)的金屬局部破裂現(xiàn)象 。 (5) 未熔合：一種假焊 ， 填充金屬 （ 焊條 ） 與母材間沒有熔合一起 ， 受外力后容易開裂 。 (9) 其他：焊接方法不對 ， 破口形式不對 ， 焊條型號不對 ， 焊前未預熱 ， 焊后未熱處理等 。 ? 中 溫過熱器 、 高溫再熱器用于管排定距的水冷卻隔離管 ， 布置在兩側(cè)墻間的煙氣走廊中 ， 由于選用了不耐磨的 15CD205鋼 ， 發(fā)生多次磨損爆管事故 。 六 、 異種鋼焊接及機械損傷 (一 )異種鋼焊接 兩種熱脹系數(shù)相差很大的鋼材焊在一起 （ 如奧氏體鋼和珠光體鋼 ） ， 溫度升高后 ， 膨脹系數(shù)大的奧氏體鋼一端對膨脹系數(shù)小的珠光體鋼一端產(chǎn)生較大的拉應力；奧氏體鋼與鐵素體異種鋼管焊接接頭由于蠕變強度和熱脹系數(shù)不匹配以及焊接界面附近的碳遷移 ， 可能造成焊接界面斷裂失效 。 膨脹受阻，導致屏間、管間的鰭片拉裂管子。 (3) 斷口處為羽毛狀奧氏體組織或為鐵素體加塊狀珠光體 ， 珠光體有一定程度的球化 。 (3) 爆口周圍有較厚的氧化皮 ， 有密集的縱向裂紋或空洞 。 二 、 磨損 (一 )位置 1. 主要發(fā)生在高溫段省煤器 ， 在過熱器 ， 再熱器煙氣進口處時有發(fā)生 。 5. 吹灰器附近的管束 、 吹灰器噴口下方的省煤器管 ， 燃燒器及三次風咀附近的水冷壁管 。 4. 金相組織無明顯變形 、 爆口邊緣的鐵素體晶粒無拉長現(xiàn)象 。 (2) 爆口金相分析為正常的鐵素體加珠光體組織 ， 晶粒沿爆口方向拉長 ， 為韌性斷裂 。 (3) 容易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰的部位 ， 如水平管及斜管處 。 (4) 金相組織無脫碳現(xiàn)象 、 金相組織為鐵素體加珠光體 。 (4) 在酸性 （ pH值為 4~5） 至弱堿性 （ pH值為 7~9） 的寬泛范 圍內(nèi)均能發(fā)生氫損傷 。 (4) 金相組織為鐵素體加珠光體 ， 無明顯球化 。 (2) 爆口附近有一大片腐蝕區(qū) 、 腐蝕區(qū)凹凸不平 ， 無明顯棱角存在 ， 斷口附近管壁減薄 ， 呈拉裂狀為韌性斷裂 。 (五 ) 低溫腐蝕 1 位置： 多發(fā)生在低溫省煤器和空氣預熱器管壁上 ， 省煤器的煙溫比較低 ， 若尾部有漏風現(xiàn)象 ， 局部煙溫更會降低 、 腐蝕更嚴重 。 (六 ) 應力腐蝕 1. 位置 (1) 主要發(fā)生在低壓汽包鍋爐的鉚釘 、 鉚釘孔 、 管子帳口和汽包孔座處 。 四 、 疲勞 (一 ) 振動疲勞 １ . 位置 (1) 尾部對流受熱面 （ 省煤器及管式空氣預熱器 ） 及尾部煙道 。 ２ . 斷口形狀 (1) 斷口處管徑正常 、 金屬壁厚無減薄現(xiàn)象 。 (4) 應力集中區(qū)域 ， 如彎頭 、 焊口和表面缺陷處 。 (5) 裂紋中充滿腐蝕介質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物 ， 呈楔型 ， 在裂源處有熔鹽和煤灰沉積 ， 具有硫蝕特征 。 (3) 內(nèi)外壁的表面有許多微裂紋 ， 裂紋擴展和分布方向都與徑向或 45?角 ， 裂紋內(nèi)有腐蝕介質(zhì) （ Fe3O4） ， 裂紋附近呈現(xiàn)大范圍的脫碳現(xiàn)象 ， 金相組織為鐵素體 +珠光體 （ 細顆粒狀 ） + 碳化物顆粒 。 （ 2）對所發(fā)生的爆漏，組織分析原因，研討防治技術(shù)措施。因此，各相關(guān)專業(yè)要鼎力相助，協(xié)調(diào)關(guān)系，加強配合。 加強設備的設計和制造監(jiān)管 設計方面 完善設計，設計時適當加大安全裕度是防止“四管”爆漏最根本的措施。為此，強化鍋爐制造安裝質(zhì)量監(jiān)檢，查找、發(fā)現(xiàn)鍋爐存在的問題，將鍋爐 “ 四管 ” 爆漏隱患消滅在萌芽狀態(tài)。檢查內(nèi)容和部位有： （ 1）水冷壁管 主要檢查其磨損、拉裂、高溫腐蝕和機械磨損?？繅?、彎頭及節(jié)距不均處，易形成煙氣走廊，管卡和防磨罩易變形松動，有異物處及出列管，都是磨損最劇烈之處，須重點檢查。對熱負荷最高的管段和屏過下部，應重點檢查蠕脹。 檢修的管理 （ 1）認真落實檢修責任制和驗收責任制，加強檢修中的焊接質(zhì)量管理，健全焊接質(zhì)量保證體系，搞好檢修施工中焊接質(zhì)量的過程控制，對目前大容量鍋爐中越來越多的異種鋼焊口尤為重要。 （ 3）保證鍋爐檢修質(zhì)量。 凡具備上述條件之一者，即為判廢。加強鍋爐的燃燒調(diào)整，防止氣流刷墻、貼壁、火焰偏斜，減少煙溫偏差和受熱面熱偏差；調(diào)整制粉系統(tǒng)，控制煤粉細度；嚴格控制鍋爐運行參數(shù)，加強管壁溫度監(jiān)視，監(jiān)視汽包爐的水位防止缺水，引起受熱面瞬間超溫；防止爐膛結(jié)焦，如發(fā)現(xiàn)大焦應及時處理，以防大焦落下砸壞冷灰斗；運行人員加強巡檢。 鍋爐爐管泄漏的檢測技術(shù) 目前，國內(nèi)外檢測鍋爐爐管泄漏技術(shù)的原理基本相同，即通過聲頻傳感器捕捉鍋爐“四管”泄漏產(chǎn)生的一定強度和頻率范圍的噪聲，區(qū)分泄漏聲源和背景聲源后即可檢測鍋爐管的泄漏狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計，目前投運的檢測系統(tǒng)僅有幾十套，而且其中部分是國外產(chǎn)品。 b. 檢測系統(tǒng)的可靠性。