3.過熱

　　過熱器和再熱器是鍋爐承壓受熱面中工質(zhì)溫度和金屬溫度最高的部件，而汽側(cè)換熱效果又相對較差，所以過熱現(xiàn)象多出現(xiàn)在這兩個受熱面中。受熱面過熱后，管材金屬溫度超過允許使用的極限溫度，發(fā)生內(nèi)部組織變化，降低了許用應(yīng)力，管子在內(nèi)壓力下產(chǎn)生塑性變形，使用壽命明顯減少，最后導(dǎo)致超溫爆破。因此，超溫導(dǎo)致過熱，使設(shè)備安全系數(shù)降低，應(yīng)嚴格控制蒸汽溫度的上限。過熱分長期過熱和短期過熱，長期過熱是指管壁溫度長期處于設(shè)計溫度以上而低于材料的下臨界溫度，超溫幅度不大但時間較長，鍋爐管子發(fā)生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強度下降，蠕變速度加快，使管徑均勻脹粗，最后在管子的最薄弱部位導(dǎo)致脆裂的爆管現(xiàn)象。長期超溫爆管主要發(fā)生在高溫過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面。低溫過熱器、低溫再熱器的向火面均可能發(fā)生長期超溫爆管。長期過熱爆管的破口形貌，具有蠕變斷裂的一般特性，管子破口呈脆性斷口特征，爆口粗糙，邊緣為不平整的鈍邊，爆口處管壁厚度減薄不多。短期過熱是指當(dāng)管壁溫度超過材料的下臨界溫度時，材料強度明顯下降，在內(nèi)壓力作用下，發(fā)生脹粗和爆管現(xiàn)象。短期過熱常發(fā)生在過熱器的向火面直接和火焰接觸及直接受輻射熱的受熱面管子上。

　　爆口塑性變形大，管徑有明顯脹粗，管壁減薄呈刀刃狀;一般情況下爆口較大呈喇叭狀;爆口呈典型的薄唇形爆破;爆口的微觀為韌窩(斷口由許多凹坑構(gòu)成);爆口周圍管子材料的硬度顯著升高;爆口周圍內(nèi)、外壁氧化皮的厚度，取決于短時超溫爆管前長時超溫的程度，長時超溫程度越嚴重，氧化皮越厚。如果存在爐膛高度設(shè)計偏低，火焰中心偏后、受熱面偏大、受熱面選材裕度不夠或錯用材料、動力工況差、蒸汽質(zhì)量流速偏低和受熱面結(jié)構(gòu)不合理等因素，都會造成受熱面超溫或存在較大的熱偏差及局部超溫;在制造、安裝和檢修中，如果出現(xiàn)管內(nèi)異物堵塞而造成工質(zhì)流動不暢、斷路、短路等情況，會導(dǎo)致受熱面的超溫;運行中如果出現(xiàn)燃燒控制不當(dāng)、火焰后移、爐膛出口煙溫高或爐內(nèi)熱負荷偏差大，燃燒不完全引起煙道二次燃燒，減溫水投停不當(dāng)、管內(nèi)結(jié)垢等情況，也會造成受熱面過熱。加強運行調(diào)整和監(jiān)視，控制管壁超溫是預(yù)防過熱的主要措施。下電#2爐2005年鍋爐更換過熱器管后在機組啟動后發(fā)生爆管非停，后檢查發(fā)現(xiàn)管內(nèi)堵塞異物導(dǎo)致管道過熱爆破。

　　4.焊接質(zhì)量和拉裂

　　鍋爐本體是由受熱面焊接組裝起來的，每個受熱面的每一根管子都有多個焊口，一臺大型鍋爐整個受熱面焊口數(shù)量多的達幾萬個。而受熱面又是承受高溫高壓的設(shè)備，焊接缺陷主要有裂紋、未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等，這些缺陷存在于受熱面金屬基體中，使基體被割裂，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。在介質(zhì)內(nèi)壓作用下微裂紋的尖端、未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等缺陷處的高應(yīng)力逐漸使基桿開裂并發(fā)展成宏觀裂紋，最終貫穿受熱面管壁導(dǎo)致爆漏事故。焊接缺陷的產(chǎn)生原因很多，它與結(jié)構(gòu)應(yīng)力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接參數(shù)、熱處理工藝和焊工技術(shù)水平等有關(guān)。保證焊接質(zhì)量必須加強焊工管理及焊接工藝質(zhì)量的檢驗評定。對鍋爐壓力容器焊接的焊工，應(yīng)經(jīng)考試合格持證施焊，實際施焊位置、管種、尺寸應(yīng)和合格證所規(guī)定準許施焊項目相一致;要特別注意合金鋼、異種鋼的焊接，注重焊接準備、焊接、熱處理、焊后檢驗各個環(huán)節(jié);加強金屬監(jiān)督，防止錯用鋼材及焊接材料，特別是對有關(guān)焊口要全面進行金屬檢驗合格。

　　所謂"拉裂"是指在鍋爐經(jīng)過多次起停后在管子-管子、管子-密封件、管子-剛性梁連接等部件之間由于熱膨冷縮不同步，位移不同步，又無足夠的補償能力的情況下管子產(chǎn)生的裂紋漏泄。這些部位爐外有保溫層，爐內(nèi)往往又是管排密集，人員難以預(yù)先檢查發(fā)現(xiàn)，也很難裝設(shè)監(jiān)測設(shè)備。避免管子和-管子如過熱器管排夾持管、定位管、屏間屏內(nèi)焊接管等在設(shè)計上應(yīng)考慮加裝"過渡板"，避免管子與管子直接接觸;管屏爐外部分，管子之間不必焊接，使管子有一定的補償能力，"過渡板"與管子間的連接焊縫，應(yīng)不等強，即焊接高度應(yīng)略低于管子壁厚。管子一密封件處的拉裂主要發(fā)生在過熱器、再熱器的穿墻管處，水冷壁、包墻管與鰭片連接末端等。這個問題主要應(yīng)在設(shè)計階段和安裝期間解決，要把鍋爐的支吊裝置，鍋爐膨脹死點、膨脹方向、膨脹量考慮清楚，要有自我補償能力。補償節(jié)是否適當(dāng)，預(yù)留膨脹間隙及方向是否正確，穿墻后的爐外管段應(yīng)有彎曲弧度，使之具有足夠的自我補償能力。如果發(fā)現(xiàn)爐頂過熱器管塌落或嚴重變形，應(yīng)進行處理，恢復(fù)其支吊裝置，密封裝置。管子一剛性梁之間的拉裂，在現(xiàn)代大型鍋爐的爐膛及尾部都裝有剛性梁，剛性梁通過過渡部件與管子連接，剛性梁是鍋爐的重要部件，它確保鍋爐整體形狀及剛性，在鍋爐內(nèi)爆或外爆時，保護鍋爐不受損傷。所以必須搞清楚鍋爐各個部位的剛性梁及鍋爐膨脹系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)想，管子與剛性梁之間的膨脹"死點"及膨脹方向。管子與剛性梁之間的連接件應(yīng)完好，不應(yīng)有開裂，嚴重變形及卡阻現(xiàn)象;剛性架內(nèi)側(cè)與管子之間的空隙要充填隔熱材料，以防剛性梁內(nèi)側(cè)受熱產(chǎn)生彎曲變形，產(chǎn)生附加應(yīng)力。"拉裂"引起的漏泄所占比例較大，應(yīng)認真檢查減少"拉裂"漏泄，預(yù)防拉裂主要是消除應(yīng)力集中現(xiàn)象。張熱#2爐2009年檢修停爐后發(fā)現(xiàn)壁式再熱器管子泄漏，檢查發(fā)現(xiàn)壁再與密封板本應(yīng)自由膨脹但電建安裝時焊接為一體導(dǎo)致拉裂。下電#3爐2007年在噴燃器角部發(fā)生鍋爐啟動時鰭片拉裂水冷壁導(dǎo)致暴漏事件。

　　二、 鍋爐"四管"爆漏預(yù)防措施

　　鍋爐"四管"泄漏的因素較多，必須針對不同的原因從運行和檢修以及管理等方面采取預(yù)防措施。

　　1、加強檢修管理，制定實施防磨計劃

　　至上而下提高認識，加強"四管"的檢查監(jiān)督力度。防磨防爆人員要充分利用大、小修對四管進行宏觀檢查，堅持"逢停必檢"原則，掌握鍋爐"四管"金屬長期運行中的性能規(guī)律，發(fā)現(xiàn)和消除金屬事故的隱患。對高溫腐蝕、磨損、脹粗、鼓包、應(yīng)力集中等情況加強檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時徹底地處理。加強金屬監(jiān)督和化學(xué)分析，對熱負荷較集中部分采取割管檢查和化學(xué)分析，對易結(jié)焦、易磨損、吹灰器易吹薄的部位進行側(cè)厚檢查，對過熱器、再熱器等易超溫的部位進行金相分析。加強四管附件的檢查，如防磨瓦、管排卡子和護體鐵，整理管排嚴防形成煙汽走廊。對檢修焊口做好無損探傷檢驗，把好焊接質(zhì)量控制關(guān)。同時要提高檢修水平，針對設(shè)備老化進行受熱面更換等技術(shù)改造。

　　2、加強運行管理和爐水監(jiān)督

　　運行人員要認真操作，按規(guī)程升降負荷。日常密切監(jiān)視四管報警情況，嚴防受熱面"四管"超溫，加強對管壁溫度的監(jiān)視，減少管壁超溫。燃料專業(yè)要加強入爐煤快速分析預(yù)報工作，為運行人員精心操作、勤調(diào)整提供依據(jù)，便于運行人員及時調(diào)整一、二次風(fēng)，合理調(diào)整風(fēng)粉量和過?？諝饬?，使煤粉在爐內(nèi)充分燃燒。保證磨組在最佳狀態(tài)運行，嚴格控制煤粉細度減少設(shè)備磨損。認真進行燃燒調(diào)整，控制火焰中心不傾斜，嚴格控制各部件的參數(shù)，嚴禁超限運行，加強受熱面吹灰，防止局部結(jié)焦超溫。加強爐水監(jiān)督，保證品質(zhì)合格等。

　　三、結(jié)論

　　防止"四管"爆漏是一項綜合工程，應(yīng)從運行、檢修、技術(shù)改進等方面加強監(jiān)督、管理和檢查、綜合考慮。下花園發(fā)電廠歷來重視鍋爐"四管"泄漏的預(yù)防工作，成立了以生產(chǎn)廠長為組長的鍋爐"四管"防磨防爆專項治理工作小組，定期對機組運行、檢修中暴露出的問題開展專題分析活動，超前謀劃和防范，修訂《防止"四管"爆漏管理規(guī)定》，制定切實可行的目標、技術(shù)措施，層層落實崗位責(zé)任制。運行人員根據(jù)煤質(zhì)變化及時調(diào)整燃燒，控制合理風(fēng)速，控制管壁超溫、加強設(shè)備運行監(jiān)督和化學(xué)監(jiān)督。檢修人員提高檢修質(zhì)量和金屬監(jiān)督力度。防磨防爆工作小組最近10年去托電、盤電、張熱電、石熱等電廠外出進行專項檢查，積累了豐富的大機組檢查經(jīng)驗，并應(yīng)用到下電的防磨防爆檢查工作中，堅持集團公司"逢停必檢"方針，盡可能地擴大檢查范圍，加強對隱蔽部位的檢查，發(fā)現(xiàn)了許多問題并及時處理，大大地減少了鍋爐非停，保證了發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行。

　　參考文獻： 程紹兵等《大容量鍋爐高溫受熱面超溫失效原因及對策》 廣東電力, 2004年1月

　　2、范從振《鍋爐原理》水利電力出版社1986年5月第一版

　　3、黃劍弈《淺析鍋爐四管泄漏和爆破的原因》 廣東電力研究所