【正文】 b. 檢測系統(tǒng)的可靠性。 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)。 凡具備上述條件之一者，即為判廢。 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?？繅Α濐^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。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)。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。 (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 。 (4) 應力集中區(qū)域 ， 如彎頭 、 焊口和表面缺陷處 。 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 。 (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 。 (4) 金相組織為鐵素體加珠光體 ， 無明顯球化 。 (4) 金相組織無脫碳現(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 ， 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 ， 燃燒器及三次風咀附近的水冷壁管 。 (3) 爆口周圍有較厚的氧化皮 ， 有密集的縱向裂紋或空洞 。 膨脹受阻，導致屏間、管間的鰭片拉裂管子。 ? 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 。 (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 。 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。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)。 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 。 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 。 受熱面壁溫 。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℃ 。 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 。 ? 中間層為灰沉積層，分布大量黑點，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。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。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。 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。 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，不起保護作用，可使腐蝕繼續(xù)進行。 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℃ 。 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(luò) ， 導致金屬強度嚴重降低 ， 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。 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 。 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 。 4. 管內(nèi)汽水沖刷 ：汽水流速很快 ， 不斷對換熱器管內(nèi)壁進行沖刷 ， 在管道拐彎處尤為嚴重 (二 ) 飛灰的磨損機理 飛灰和煙氣構(gòu)成的氣 — 固兩相流 （ 含 SiO Fe2O Al2O3等 ） 對管壁造成兩種磨損：塑性磨損和切削磨損 。在長期高溫高壓的條件下產(chǎn)生塑性變形和蠕變，最后導致爆管。 5. 三次風量大及鍋爐漏風的影響 ：爐底除渣門經(jīng)常開啟 ， 爐底漏風量加大以及三次風量大均造成火焰中心上移 ， 使過熱器管壁溫度升高 。根據(jù)全國大機線鍋爐四管爆漏事故的統(tǒng)計，磨損、焊縫、過熱、腐蝕、拉裂等是引起鍋爐四管爆漏的主要原因。 第 3類爆管的發(fā)生雖然呈現(xiàn)一定的隨意性，但是通過加強設(shè)備技術(shù)管理工作也可以降低其發(fā)生的機率。這類問題一般與運行時間相關(guān)，隨著機組運行累計時間的延長和設(shè)備的老化，這類問題呈現(xiàn)上升的趨勢。 “四管”爆漏是指鍋爐水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管產(chǎn)生泄漏及爆破。 過熱器%再熱器%水冷壁%省煤器% 國內(nèi) “ 四管爆漏 ” 的情況 華中地區(qū)“四管爆漏”事故統(tǒng)計 過熱器%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 華中地區(qū)火電機組 “ 四管爆漏 ” 技術(shù)原因分類統(tǒng)計 過熱%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，造成垢下腐蝕導致爆管。 區(qū)分了以上 3類爆管的特點，就可以采用不同的處理方案 第 1類爆管數(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 ：鍋爐運行要求吹灰器 （ 利用高壓水或蒸汽 ） 定時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行操作不當?shù)仍?， 會造成對管壁的磨損損傷 。 局部煙氣流速過高或煙氣不均勻流動均會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受熱面管壁的沖刷磨損 。 9. 管束結(jié)構(gòu)的影響 ? 煙氣對管道的橫向沖刷比縱向沖刷造成的磨損嚴重； ? 橫向沖刷時 ， 錯列管束比順列管束的磨損嚴重； ? 飛 灰對管壁表面沖刷時的沖角為 30~55176。 2. 煙氣側(cè)腐蝕 ：可分為高溫腐蝕 、 低溫腐蝕 3. 應力腐蝕 ：也稱沖蝕 ， 它是管道受到腐蝕和拉 （ 壓 ） 應力的綜合效應 (二 ) 腐蝕故障機理 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 ， 形成無數(shù)個微小的腐蝕電池 ， Fe是電池中的陽極 ， 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 游離堿會在多孔性沉積物和管內(nèi)表面濃縮 ， 濃縮的強堿會溶解金屬保護膜而形成鐵酸根與次鐵酸根離子的混合物 當管壁表面局部堿濃度超過 40%時 ， 會釋放出氫氣 ， 從而形成金屬表面深而廣的腐蝕 ，也稱延性腐蝕 。 ? 硫酸鹽型高溫腐蝕 煤粉在爐內(nèi)燃燒時，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置換反應釋放出來，鈉和鉀與煙氣中的 SO3反應生成硫酸鈉和硫酸鉀，其露點溫度在877℃ 左右。 ? 由黃鐵礦硫造成的腐蝕 黃鐵礦粉末隨高溫煙氣流動到管壁上，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] 當管壁附近有一定濃度的 H2S和 SO2 時，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存在，當管壁溫度達到 350 ℃ 時會發(fā)生硫化反應： Fe + [S] → FeS H2S還可以透過疏松的 Fe2O3，與較致密的磁性氧化鐵（ Fe3O4 即 Fe2O3— FeO）中復合的 FeO 反應生成 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，可以通過停爐檢修時的水冷壁壁厚普查和運行時的壁面氣氛試驗測定，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（ 801℃ ）和蒸發(fā)點遠低于火焰溫度，進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： 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重的破壞，形成汽化點很低的 FeCl2， FeCl2 馬上完全揮發(fā)，從而使管壁金屬直接受到 HCl的腐蝕，同時由于氧化膜受到破壞，使 H2S也能達金屬表面，加速管壁金屬的腐蝕速度。 ? 管壁溫度與熱負荷較高 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，若管壁溫度低于 300℃ ，則水冷壁不腐蝕