【正文】 ： 減溫器投入不當(dāng) ， 造成部分管段過熱；升爐時(shí)爐火 、 汽溫控制不嚴(yán) ， 使低溫過熱器超溫；鍋爐啟 、 停 ， 鍋爐負(fù)荷過低 、 負(fù)荷變化過快 、 甩負(fù)荷 、 旁路投入不及時(shí)等 ， 使再熱器過熱燒損 。 (二 ) 超溫過熱的主要原因 1. 熱偏差的影響： 氣粉分配不均勻 、 爐膛火焰中心偏移 ， 造成爐膛出口的煙氣溫度偏差較大；受水冷壁吸熱影響 ， 使?fàn)t膛出口處中間煙氣溫度高于兩側(cè) ， 造成局部受熱面的熱負(fù)荷過高 。 ? 腐蝕：管內(nèi)壁腐蝕；煙氣側(cè)腐蝕；應(yīng)力腐蝕。 （ 3）快速、隨意型爆管：這類爆管往往是由于運(yùn)行中的短期異常問題引起，比如運(yùn)行中的汽水回路流量中斷、吹灰器異常吹損等。 鍋爐“四管”爆漏對機(jī)組可用率的影響， NERC（北美電力可靠性委員會）的統(tǒng)計(jì)分析表明，每減少 1%的可用率意味著 3000~7000萬美元的經(jīng)濟(jì)損失。 從我國近年來大型電站機(jī)組設(shè)備事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，鍋爐設(shè)備事故中“四管”爆漏的事故所占比例較大，在所發(fā)生的非計(jì)劃停運(yùn)事故中，有近一半是鍋爐“四管”爆漏造成的。這類爐管爆漏隨時(shí)間的推移呈逐漸下降的趨勢。 ? 磨損：管內(nèi)工質(zhì)磨損；爐內(nèi)飛灰、吹灰磨損。 2. 長期超溫 ：受熱面的工作溫度處于設(shè)計(jì)允許溫度以上而低于材料的下臨界溫度 ，在內(nèi)壓力作用和長時(shí)間高溫高壓條件下產(chǎn)生塑性變形和蠕度 （ 局部脹粗 ） ， 最后導(dǎo)致爆管 。 7. 設(shè)計(jì)制造方面的原因 ：設(shè)備制造缺陷或材料成份偏析而導(dǎo)致受熱面局部超溫 。 磨損有飛灰磨損和機(jī)械磨損 ， 以飛灰磨損為主 。 管壁的磨損量可按下式計(jì)算： g/m2 (31) 式中 T—— 管壁表面單位面積造成的磨損量 c—— 飛灰磨損性系數(shù) ?—— 飛灰撞擊管壁的機(jī)率 ?—— 煙氣中的飛灰濃度 g/m2 w—— 飛灰速度 ， 以煙氣流速替代 ?—— 鍋爐的運(yùn)行小時(shí)數(shù) 1. 飛灰速度 （ w） 的影響 管壁的磨損正比于飛灰沖擊管壁時(shí)的動能 mw2， m為飛灰質(zhì)量 （ 等于飛灰濃度與體積的乘積 ） 。 如省煤器設(shè)計(jì)使用年限為 10萬小時(shí) ， 在此期間流經(jīng)省煤器的灰量將高達(dá) 。 6. 爐膛設(shè)計(jì)高度偏低 ， 導(dǎo)致爐膛出口處 （ 大屏后 ） 煙氣速度大大增加 ， 而飛灰磨損速率與煙速的 關(guān)系 ， 可見因煙速飛灰磨損將增加數(shù)倍 。 三 、 腐蝕 鍋爐受熱面外部受燃燒氣體包圍 ， 由于燃料中含硫 ， 燃燒中會氧化成 SO SO3， 最后產(chǎn)生 H2SO4對受熱面產(chǎn)生腐蝕 ， 受熱面上還有鐵 、 釩 、 Si、 Al、 Na等氧化物的積灰存在 ， 加之管壁附近的還原氣氛和腐蝕性氣體均對受熱面管外壁產(chǎn)生腐蝕 。垢下腐蝕介質(zhì)濃度高，又處于停滯狀態(tài)，會使管內(nèi)壁發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，這種腐蝕與爐水的局部濃縮有關(guān)。 在 pH值大于 溶解氧的情況下 ， 氨會侵蝕以銅合金為材質(zhì)的冷凝管 。 另一種途徑是堿金屬的硫酸鹽腐蝕： 3Na2S2O7 + Fe2O3 → 2Na 3Fe(SO4)3 3K2S2O7 + Fe2O3 → 2K 3Fe(SO4)3 在附著層中存在堿性硫酸鹽時(shí)，由于它的熔點(diǎn)很低，在通常壁溫下即可在附著層中呈熔融狀態(tài)，形成反應(yīng)速度更快的熔鹽型腐蝕。煙氣中的 H2S 濃度與 CO濃度的關(guān)系如下圖所示： 高溫腐蝕的判斷依據(jù) 發(fā)生高溫腐蝕的最重要的內(nèi)在條件是燃煤中存在 S、 K、 Na等物質(zhì)。我國煤中的硫，約有 60~70%為無機(jī)硫， 30~40%為有機(jī)硫。一、二次風(fēng)射流噴出燃燒器后，由于爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的橫向推力的作用及射流兩側(cè)補(bǔ)氣能力的不同，即偏離了噴口的幾何軸線、向背火側(cè)偏轉(zhuǎn)，同時(shí)因射流剛性差異而導(dǎo)致一、二次風(fēng)分離。 減輕和防止水冷壁高溫腐蝕的措施 ? 合理配風(fēng)與強(qiáng)化爐內(nèi)的湍流混合 該項(xiàng)措施的目的是避免爐內(nèi)出現(xiàn)局部還原性氣氛，以減少 H2S和硫化物型腐蝕。 ? 均勻供粉 在運(yùn)行中，若不能保證向各燃燒器均勻送粉，則各燃燒器煤粉空氣配比就不可能保持均勻，易導(dǎo)致爐內(nèi)局部缺氧、著火困難和燃燒不穩(wěn)定。一次風(fēng)射流的初始方向就與主氣流旋轉(zhuǎn)的方向相反，并受到上游高溫氣流的阻礙與擾動，其速度衰減很快，一方面使煤粉在高溫?zé)煔庵械耐Ａ魰r(shí)間延長，有助于其預(yù)熱、著火和穩(wěn)燃；另一方面一次風(fēng)射流相對于二次風(fēng)氣流偏離水冷壁面較遠(yuǎn)，從而使大量煤粉顆粒集中于爐膛中心附近，防止尚未燃燒或燃盡的可燃物沖刷水冷壁管，減少水冷壁附近的還原性氣體，以減輕和防止高溫腐蝕的發(fā)生。鋼材經(jīng)表面滲鋁后，其正常的滲層結(jié)構(gòu)應(yīng)由三部分組成，外層是鋁原子濃度較高的氧化鋁殼，中間為鋁鐵合金區(qū)，內(nèi)層是基本金屬，從而使鋼材具有復(fù)合材料的性能，可以大大提高其抗高溫氧化、抗腐蝕和抗飛灰磨損的能力。 ? 內(nèi)層致密，呈白亮色，為腐蝕反應(yīng)層。 煙氣露點(diǎn)越高 ， 壁面的低溫腐蝕越嚴(yán)重 。 凝結(jié)量越大 ， 腐蝕越嚴(yán)重 。 空氣預(yù)熱器低溫段壁溫較少低于水露點(diǎn) ， 為防止產(chǎn)生嚴(yán)重的低溫腐蝕 ， 必須避開煙氣露點(diǎn)以下的第二個(gè)嚴(yán)重腐蝕區(qū) 。 (1)管束振動 煙氣流過管束時(shí)，會形成卡門渦流，使管束產(chǎn)生振動，當(dāng)卡門渦流的頻率與管束的固有頻率接近，會出現(xiàn)共振發(fā)出強(qiáng)烈噪音，產(chǎn)生疲勞損傷。 2. 熱疲勞 是爐管遭受鍋爐啟停 ， 間斷性蒸汽停滯或急冷引起水側(cè)金屬周期性冷卻 、 汽膜反復(fù)出現(xiàn)消失等引起交變熱應(yīng)力作用而產(chǎn)生的疲勞損傷 。由于過熱器和水冷壁的介質(zhì)溫度不同，兩者材質(zhì)的膨脹系數(shù)和膨脹量存在差異，使水冷壁和側(cè)包覆過熱器之間的鰭片產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，容易在鰭片焊縫處產(chǎn)生拉裂；聯(lián)箱短管角焊縫因受熱面管屏膨脹不暢，且短管與聯(lián)箱的連接形式較薄弱，容易造成角焊縫開裂。 華東地區(qū)的爆管統(tǒng)計(jì)、焊接質(zhì)量原因占 18~28%。 (7) 焊瘤：焊縫邊緣和母材熔合的堆積金屬 ， 焊瘤通常夾渣和未焊透 。 ? 材質(zhì)問題：一方面是母材本身的缺陷 ， 如在冶煉 、 軋制 、 鍋爐制造 、 運(yùn)輸和安裝 、 檢修過程中 ， 造成機(jī)械損傷 ， 有重皮 、 折疊 、 裂紋 、 壁厚不均和表面機(jī)械損傷等 ， 甚至鋼材的機(jī)械性能和化學(xué)成份達(dá)不到部頒或國家標(biāo)準(zhǔn) 。 四管爆漏故障診斷識別 一 、 超溫過熱 (一 ) 短期超溫 1. 位置 ：一般在過熱器和再熱器的向火側(cè) 2. 斷口形狀 (1) 一般爆口較大呈喇叭狀 ， 管壁嚴(yán)重減薄邊緣鋒利 。 向火面發(fā)生珠光體球化 ， 甚至石墨化 。 2. 磨損表面平滑呈灰色或管面金屬自行脫落形成麻址班點(diǎn) ， 磨出小坑 。 (1) 爐水流動受干擾的位置 ， 主要有焊接接口 ， 向火側(cè)有很多水垢處 ， 爐管方向驟變及管內(nèi)徑改變處等 。 (2) 爆管位置均處于燃燒器附近 。 向火面內(nèi)壁有明顯的脫碳現(xiàn)象珠光體消失 ， 但無石墨化現(xiàn)象 ， 晶間裂紋嚴(yán)重 。 金相組織無明顯變化 ， 斷口處晶粒拉長 ， 為韌性斷裂 。 (4) 臥式過熱器的管道 。 (3) 向火面管壁超溫 ， 裂紋處珠光體球化程度向火側(cè)比背火面嚴(yán)重 。 4．“四管”爆漏的監(jiān)測及預(yù)防 加強(qiáng)防爆漏的管理工作 （ 1）各級領(lǐng)導(dǎo)重視防爆漏工作，明確防爆漏工作和各崗位責(zé)任制，加強(qiáng)有關(guān)的技術(shù)監(jiān)督和現(xiàn)場服務(wù)，使防爆漏工作落到實(shí)處。組織有關(guān)專業(yè)人員赴防爆漏工作較好電廠進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，借鑒他們的防爆漏措施，做好本單位的防爆漏工作。結(jié)合鍋爐壓力容器的定期檢驗(yàn)進(jìn)行鍋爐“四管”的防爆的檢查。為了掌握管內(nèi)結(jié)垢情況，應(yīng)在大修時(shí)割 1~2根省煤器管，檢查管內(nèi)結(jié)垢情況。對易磨損部位采取噴涂耐磨材料、加防護(hù)裝置或其它措施等。汽包水位在允許范圍內(nèi)波動，不滿水。 國內(nèi)應(yīng)用爐管泄漏檢測系統(tǒng)是在 90年代初，多是國外引進(jìn)產(chǎn)品。 c. 波導(dǎo)管堵灰。主要原因如下： a. 傳感器質(zhì)量。 （ 3）加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督工作，確保鍋爐給水、鍋水水質(zhì)遵循鍋爐給水、鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，保證給水、鍋水水質(zhì)合格。 （ 4）鍋爐“四管”判廢界限 對已磨損、過熱、損傷的管子，應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度裁定其是否判廢，對已判廢的受熱面管應(yīng)立即更換。頂棚過熱器應(yīng)重點(diǎn)檢查向煙道內(nèi)側(cè)突出的管子，包覆過熱器應(yīng)重點(diǎn)檢查其它受熱面與其靠近處，因?yàn)檫@些地方易出現(xiàn)磨損。除仔細(xì)檢查其外觀狀況外，還要視情況測量水冷壁管壁厚。 制造方面 制造方面主要是加強(qiáng)新建鍋爐的檢驗(yàn)，包括制造廠家的質(zhì)量檢驗(yàn)及鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心的制造安裝質(zhì)量監(jiān)檢。 （ 3）防爆漏是一項(xiàng)綜合性工作，須有整體觀念。 ２ . 斷口形狀 ： (1) 管徑無明顯脹粗 、 減薄現(xiàn)象 ， 沒有塑性變形 ， 呈脆性斷裂 。 (3) 連接焊縫或部件拉裂 ? 后包墻管和側(cè)包墻管焊縫拉開 ? 水冷壁密封片 、 穿墻 、 連桿焊點(diǎn)撕裂 、 泄漏 ? 爐墻及剛性梁的支桿 、 拉桿變形 ? 水冷壁鰭片焊縫撕裂或拉裂水冷壁管 ? 空氣預(yù)熱器管箱熱風(fēng)管拉裂 (二 ) 熱疲勞 1. 位置 (1) 煙氣側(cè)熱疲勞發(fā)生在水冷壁和過熱器管 (2) 水汽側(cè)熱疲勞發(fā)生在水冷壁的汽水分層處 、 省煤器進(jìn)口聯(lián)箱 、 省煤器管和停爐時(shí)鍋爐管下部分積水處 。 2. 斷口形狀 (1) 管內(nèi)壁有一層氧化皮 ， 有腐蝕斑點(diǎn) ， 在裂紋處有明顯的凹坑及溝槽 ， 裂紋內(nèi)有灰色腐蝕產(chǎn)物 ， 腐蝕產(chǎn)物中氯含量較高 。 第一層為積灰；第二層為疏松積灰和氧化鐵的混合物；第三層為爐灰和Fe2O3的褐色脆性燒結(jié)物；第四層為 Fe3O4呈深灰蘭色類似搪瓷狀 。 (2) 爆口斷面平齊 、 粗鈍 ， 呈掀開狀為脆性斷裂特征 。 (2) 管內(nèi)壁腐蝕坑凹凸不平 ， 坑上覆蓋有疊片狀腐蝕物或爆口周圍可見層狀腐蝕產(chǎn)物 。 2. 斷口形狀 (1) 主要特征 是潰瘍腐蝕 。 3. 低溫過熱器和高溫再熱器磨損多發(fā)生在靠兩側(cè)墻的煙氣走廊和后豎井進(jìn)口前 、 后墻的煙氣走廊 。 2. 斷口形狀 (1) 一般爆口較小呈喇叭狀或鼓包狀 ， 斷口邊緣是鈍邊 。 側(cè)包覆與側(cè)水冷壁間的鰭片較寬且滿焊 ， 兩者工質(zhì)溫度不一致 ， 膨脹量相差大 ， 形成較大的溫差應(yīng)力而拉裂；頂棚過熱器運(yùn)行中熱脹不暢 ， 產(chǎn)生較大熱應(yīng)力 ， 導(dǎo)致爐頂管塌陷 、 密封燒穿 ， 引起嚴(yán)重漏灰 、 漏煙 ， 且管子鰭片拉裂造成爐頂管爆漏 。 由于運(yùn)行工況不穩(wěn)定或調(diào)節(jié)不當(dāng) ， 鋼材有可能超過許用溫度產(chǎn)生高溫蠕變而爆管 。 (3) 夾渣：焊縫中夾有焊渣或雜質(zhì) ， 降低了接頭的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo) ， 并引起應(yīng)力集中 。 五 、 質(zhì)量缺陷 (一 ) 類型 1. 焊接缺陷 鍋爐四管爆漏事故中焊接缺陷原因所占比重很大 。 ? 由于鍋爐設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、制造及安裝上的不合理，國產(chǎn) 300MW機(jī)組 UP爐的水冷壁管發(fā)生疲勞拉裂最為突出。 當(dāng)燃燒壓力波動的頻率與爐墻鋼架或爐膛內(nèi)某區(qū)域的管排的固有頻率相接近時(shí) ， 會發(fā)出爐鳴或發(fā)生共振 。 四 . 疲勞 疲勞是周期性形變或交變應(yīng)力作用引起的損傷故障 (一 )類型 1. 振動疲勞 ：因煙氣沖刷 、 卡門渦流引起管排振動 、 爐膛振動造成的疲勞損傷 。 開始凝結(jié)時(shí)產(chǎn)生的硫酸對受熱面的腐蝕作用很輕微 ， 而當(dāng)濃度為 56%時(shí) ， 腐蝕速度最大 。 煙氣露點(diǎn)還與煙氣中水蒸汽含量有關(guān) 。 這類腐蝕溫度較低 ， 故稱為低溫腐蝕 。國內(nèi)外許多電廠都采用了這種方法，并取得了很好的防止高溫腐蝕的效果。 射流型是在高溫腐蝕區(qū)上游位置安裝側(cè)邊風(fēng)噴口，噴口的大小、入射角度和射流剛性對燃燒及高溫腐蝕均有影響。因此要根據(jù)具體情況，控制好適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度，以避免高溫腐蝕。 ? 合理調(diào)整一次風(fēng)風(fēng)速。 ? 水質(zhì)不佳與水流量不均 水質(zhì)不佳與水流量不均勻?qū)?dǎo)致部分水冷壁管內(nèi)結(jié)垢，管壁變厚，熱阻增加，管子的熱流密度不均勻，傳熱效果不良，促使管壁超溫，為高溫腐蝕提供了條件。因此，高參數(shù)鍋爐容易出現(xiàn)水冷壁的高溫腐蝕。 HCl氣體對管壁可能發(fā)生的腐蝕反應(yīng)如下： Fe + 2HCl → FeCl 2 + H2 FeO