【正文】 b. 檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性。 鍋爐爐管泄漏的檢測(cè)技術(shù) 目前，國(guó)內(nèi)外檢測(cè)鍋爐爐管泄漏技術(shù)的原理基本相同，即通過(guò)聲頻傳感器捕捉鍋爐“四管”泄漏產(chǎn)生的一定強(qiáng)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(cè)鍋爐管的泄漏狀態(tài)。 凡具備上述條件之一者，即為判廢。 檢修的管理 （ 1）認(rèn)真落實(shí)檢修責(zé)任制和驗(yàn)收責(zé)任制，加強(qiáng)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(guò)程控制，對(duì)目前大容量鍋爐中越來(lái)越多的異種鋼焊口尤為重要?？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(dòng)，有異物處及出列管，都是磨損最劇烈之處，須重點(diǎn)檢查。為此，強(qiáng)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(wèn)題，將鍋爐 “ 四管 ” 爆漏隱患消滅在萌芽狀態(tài)。因此，各相關(guān)專(zhuān)業(yè)要鼎力相助，協(xié)調(diào)關(guān)系，加強(qiáng)配合。 (3) 內(nèi)外壁的表面有許多微裂紋 ， 裂紋擴(kuò)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(xì)顆粒狀 ） + 碳化物顆粒 。 (4) 應(yīng)力集中區(qū)域 ， 如彎頭 、 焊口和表面缺陷處 。 四 、 疲勞 (一 ) 振動(dòng)疲勞 １ . 位置 (1) 尾部對(duì)流受熱面 （ 省煤器及管式空氣預(yù)熱器 ） 及尾部煙道 。 (五 ) 低溫腐蝕 1 位置： 多發(fā)生在低溫省煤器和空氣預(yù)熱器管壁上 ， 省煤器的煙溫比較低 ， 若尾部有漏風(fēng)現(xiàn)象 ， 局部煙溫更會(huì)降低 、 腐蝕更嚴(yán)重 。 (4) 金相組織為鐵素體加珠光體 ， 無(wú)明顯球化 。 (4) 金相組織無(wú)脫碳現(xiàn)象 、 金相組織為鐵素體加珠光體 。 (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(zhǎng) ， 為韌性斷裂 。 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(fēng)咀附近的水冷壁管 。 (3) 爆口周?chē)休^厚的氧化皮 ， 有密集的縱向裂紋或空洞 。 膨脹受阻，導(dǎo)致屏間、管間的鰭片拉裂管子。 ? 中 溫過(guò)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 。 (5) 未熔合：一種假焊 ， 填充金屬 （ 焊條 ） 與母材間沒(méi)有熔合一起 ， 受外力后容易開(kāi)裂 。 1989~1991年間全國(guó)大機(jī)組中因焊接缺陷造成鍋爐四管爆漏事故為 25%左右。在啟、停過(guò)程中或調(diào)峰時(shí)，又因升、降負(fù)荷速率過(guò)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)。 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(shí) ， 會(huì)激起共振 。 3. 腐蝕疲勞 ： 在充滿(mǎn) S、 Na、 K、 Cl等致腐介質(zhì)中引 起的疲勞損傷 。 受熱面壁溫 。當(dāng)水蒸汽分壓力為 10%的煙氣中硫酸蒸汽含量為 5~50ppm時(shí) ， 煙氣露點(diǎn)約為129~149℃ 。 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(diǎn)溫度就會(huì)顯著升高 。 ? 中間層為灰沉積層，分布大量黑點(diǎn)，為煤灰顆粒。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。 ? 一次風(fēng)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(yù)防結(jié)焦。而旋流燃燒器的一次風(fēng)率直接影響到煤粉氣流著火的快慢，特別是對(duì)燃用低揮發(fā)分的煤種，為加快著火，應(yīng)限制一次風(fēng)量，使煤粉著火的穩(wěn)定性較好；如果受到一次風(fēng)率的限制難以降低一次風(fēng)速，則可改造一次風(fēng)口，減小其截面積來(lái)降低一次風(fēng)速。在調(diào)峰過(guò)程中，由于頻繁啟停和變負(fù)荷運(yùn)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。 煤粉細(xì)度與爐內(nèi)貼壁氣氛的關(guān)系 ? 爐內(nèi)燃燒的風(fēng)粉分離 爐內(nèi)燃燒的風(fēng)粉分離是四角切圓燃燒鍋爐普遍存在的問(wèn)題，這是導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕的空氣動(dòng)力因素。 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。 FeS與 FeO的混合物是多孔性的，不起保護(hù)作用，可使腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。 水冷壁管高溫腐蝕的機(jī)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(guò)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(fù)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(fù)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(shí)，熔點(diǎn)會(huì)降低至 552℃ 。 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(yīng)力集中 ， 晶界斷裂 ， 產(chǎn)生微裂紋并發(fā)展成網(wǎng)絡(luò) ， 導(dǎo)致金屬?gòu)?qiáng)度嚴(yán)重降低 ， 使金屬變脆而斷裂 。 腐蝕速度與溶解氧的濃度成正比 。 ? 機(jī)械磨損常有：煤粉噴嘴及三次風(fēng)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(guò)熱變形或焊接不牢固而開(kāi)焊，造成管子振動(dòng)并與管夾相磨。 4. 對(duì)流過(guò)熱器積灰渣的影響 對(duì)流過(guò)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(yán)重磨損 。 4. 飛灰撞擊管壁的機(jī)率 （ ?） 的影響 飛灰慣性 mw2大 ， 撞擊機(jī)率高；煙氣粘度小 ， 撞擊機(jī)率 高 。 4. 管內(nèi)汽水沖刷 ：汽水流速很快 ， 不斷對(duì)換熱器管內(nèi)壁進(jìn)行沖刷 ， 在管道拐彎處尤為嚴(yán)重 (二 ) 飛灰的磨損機(jī)理 飛灰和煙氣構(gòu)成的氣 — 固兩相流 （ 含 SiO Fe2O Al2O3等 ） 對(duì)管壁造成兩種磨損：塑性磨損和切削磨損 。在長(zhǎng)期高溫高壓的條件下產(chǎn)生塑性變形和蠕變，最后導(dǎo)致爆管。 5. 三次風(fēng)量大及鍋爐漏風(fēng)的影響 ：爐底除渣門(mén)經(jīng)常開(kāi)啟 ， 爐底漏風(fēng)量加大以及三次風(fēng)量大均造成火焰中心上移 ， 使過(guò)熱器管壁溫度升高 。根據(jù)全國(guó)大機(jī)線(xiàn)鍋爐四管爆漏事故的統(tǒng)計(jì)，磨損、焊縫、過(guò)熱、腐蝕、拉裂等是引起鍋爐四管爆漏的主要原因。 第 3類(lèi)爆管的發(fā)生雖然呈現(xiàn)一定的隨意性，但是通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備技術(shù)管理工作也可以降低其發(fā)生的機(jī)率。這類(lèi)問(wèn)題一般與運(yùn)行時(shí)間相關(guān)，隨著機(jī)組運(yùn)行累計(jì)時(shí)間的延長(zhǎng)和設(shè)備的老化，這類(lèi)問(wèn)題呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。 “四管”爆漏是指鍋爐水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管和省煤器管產(chǎn)生泄漏及爆破。 過(guò)熱器%再熱器%水冷壁%省煤器% 國(guó)內(nèi) “ 四管爆漏 ” 的情況 華中地區(qū)“四管爆漏”事故統(tǒng)計(jì) 過(guò)熱器%再熱器%水冷壁%省煤器 7 . 5 %華東地區(qū)“四管爆漏”事故統(tǒng)計(jì) 華中地區(qū)火電機(jī)組 “ 四管爆漏 ” 技術(shù)原因分類(lèi)統(tǒng)計(jì) 過(guò)熱%其它%質(zhì)量缺陷%腐蝕%磨損%疲勞%11 “四管爆漏 ” 的形狀 （ 1）水冷壁爆管 爐水水質(zhì)惡化， 水冷壁內(nèi)壁沉積結(jié)垢，造成垢下腐蝕導(dǎo)致爆管。 區(qū)分了以上 3類(lèi)爆管的特點(diǎn)，就可以采用不同的處理方案 第 1類(lèi)爆管數(shù)量上一般占總爆漏次數(shù)的 50%以上。 ? 質(zhì)量缺陷：焊接缺陷；材料缺陷。 3. 管內(nèi)嚴(yán)重結(jié)垢或被異物 （ 金屬碎片 、 焊渣 、 泥砂等 ） 阻塞而使蒸汽流量減少或停滯 。 ， 造成下游管子得不到足夠的冷卻 。 2. 吹灰器造成的磨損 ：鍋爐運(yùn)行要求吹灰器 （ 利用高壓水或蒸汽 ） 定時(shí)將受熱面管壁沉積的煤灰 、 污垢吹掃干凈 ， 以改善傳熱 ， 但若吹灰器安裝或運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)仍?， 會(huì)造成對(duì)管壁的磨損損傷 。 局部煙氣流速過(guò)高或煙氣不均勻流動(dòng)均會(huì)加劇受熱面的磨損損傷 。 (三 ) 磨損故障的相關(guān)因素 1. 煤質(zhì)的影響 若燃用煤質(zhì)灰分高于設(shè)計(jì)值 ， 因制粉設(shè)備出力的限制 ， 煤粉直徑大的粗顆粒將加劇對(duì)受熱面管壁的沖刷磨損 。 9. 管束結(jié)構(gòu)的影響 ? 煙氣對(duì)管道的橫向沖刷比縱向沖刷造成的磨損嚴(yán)重； ? 橫向沖刷時(shí) ， 錯(cuò)列管束比順列管束的磨損嚴(yán)重； ? 飛 灰對(duì)管壁表面沖刷時(shí)的沖角為 30~55176。 2. 煙氣側(cè)腐蝕 ：可分為高溫腐蝕 、 低溫腐蝕 3. 應(yīng)力腐蝕 ：也稱(chēng)沖蝕 ， 它是管道受到腐蝕和拉 （ 壓 ） 應(yīng)力的綜合效應(yīng) (二 ) 腐蝕故障機(jī)理 1. 管內(nèi)壁腐蝕 (1) 溶解氧腐蝕 由于 Fe與 O CO2之間存在電位差 ， 形成無(wú)數(shù)個(gè)微小的腐蝕電池 ， Fe是電池中的陽(yáng)極 ， 溶解氧起陰極去極化作用 ， Fe比 O2等的電位低而遭到腐蝕 。 (3) 堿腐蝕 游離堿會(huì)在多孔性沉積物和管內(nèi)表面濃縮 ， 濃縮的強(qiáng)堿會(huì)溶解金屬保護(hù)膜而形成鐵酸根與次鐵酸根離子的混合物 當(dāng)管壁表面局部堿濃度超過(guò) 40%時(shí) ， 會(huì)釋放出氫氣 ， 從而形成金屬表面深而廣的腐蝕 ，也稱(chēng)延性腐蝕 。 ? 硫酸鹽型高溫腐蝕 煤粉在爐內(nèi)燃燒時(shí)，礦物質(zhì)中的鈉揮發(fā)、升華，非揮發(fā)性硅酸鹽中的鉀通過(guò)置換反應(yīng)釋放出來(lái)，鈉和鉀與煙氣中的 SO3反應(yīng)生成硫酸鈉和硫酸鉀，其露點(diǎn)溫度在877℃ 左右。 ? 由黃鐵礦硫造成的腐蝕 黃鐵礦粉末隨高溫?zé)煔饬鲃?dòng)到管壁上，在還原性氣氛下受熱分解釋放出硫化亞鐵和自由原子硫： FeS2 → FeS + [S] 當(dāng)管壁附近有一定濃度的 H2S和 SO2 時(shí)，也可能生成自由原子硫： 2H2S + SO2 → 2H 2O + 3[S] 在還原性氣氛中，自由原子硫由于缺氧可單獨(dú)存在，當(dāng)管壁溫度達(dá)到 350 ℃ 時(shí)會(huì)發(fā)生硫化反應(yīng)： Fe + [S] → FeS H2S還可以透過(guò)疏松的 Fe2O3，與較致密的磁性氧化鐵（ Fe3O4 即 Fe2O3— FeO）中復(fù)合的 FeO 反應(yīng)生成 FeS： FeO + H2S → FeS + H 2O FeS緩慢氧化生成黑色磁性氧化鐵，使管壁受到腐蝕： 3FeS + 5O2 → Fe 3O4 + 3SO2 硫化物型腐蝕所生成的 FeS， 熔點(diǎn)為 1195℃ ，在溫度較低的腐蝕前沿可穩(wěn)定存在。 因此，要確定大型鍋爐水冷壁是否發(fā)生了高溫腐蝕，可以通過(guò)停爐檢修時(shí)的水冷壁壁厚普查和運(yùn)行時(shí)的壁面氣氛試驗(yàn)測(cè)定，其依據(jù)為： ? 燃煤中的 S≥~%； ? 水冷壁附近 O≤%， CO＞ %， H2O ≥%； ? 腐蝕區(qū)域的水冷壁管壁溫度 t ＞ 350 ℃ （ 2）氯化物型高溫腐蝕 煤中存在一定量的 NaCl，其熔點(diǎn)（ 801℃ ）和蒸發(fā)點(diǎn)遠(yuǎn)低于火焰溫度，進(jìn)入爐膛以后即迅速汽化，以氣態(tài)的形式存在，在爐膛內(nèi)可能發(fā)生如下一些反應(yīng)： NaCl + H2O → NaOH + HCl 2NaCl + SO2 + 1/2O2 + H2O → Na 2SO4 + 2HCl 2NaCl + SiO2 + H2O → Na 2SiO3 + 2HCl 生成的 HCl氣體使管壁的氧化膜受到嚴(yán)重的破壞，形成汽化點(diǎn)很低的 FeCl2， FeCl2 馬上完全揮發(fā)，從而使管壁金屬直接受到 HCl的腐蝕，同時(shí)由于氧化膜受到破壞，使 H2S也能達(dá)金屬表面，加速管壁金屬的腐蝕速度。 ? 管壁溫度與熱負(fù)荷較高 較高的管壁溫度為高溫腐蝕提供了條件，因在 H2S濃度不變時(shí)，若管壁溫度低于 300℃ ，則水冷壁不腐蝕