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摘 要：锅炉"四管"漏泄严重影响火力发电厂安全生产和经济运行。本文对锅炉"四管"漏泄原因进行分析并提出预防措施，减少锅炉"四管"漏泄次数，增强设备可靠性，提高企业经济效益。
关键词：四管；漏泄；腐蚀；处理
锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器。锅炉“四管“涵盖了锅炉的全部受热面，内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中所在，因此很容易发生漏泄问题。
公司六台锅炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产，额定蒸发量670t/h、超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉，采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管的泄漏。根据近几年的统计，由于锅炉“四管”漏泄造成机组非停的占公司各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生“四管”漏泄，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全和经济运行。
1 “四管”漏泄原因分析
造成锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。
1.1磨损
煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大；烟气携带的灰粒越多，撞击的次数就越多，加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征，管壁减薄，外表光滑。
造成严重飞灰磨损的原因是结构因素，设计、安装与检修的不足都可能导致磨损加剧。喷燃器、吹灰器和三次风喷嘴附近水冷壁等处也是煤粉磨损较为严重的部位。在安装、运行和检修过程中，如果受热而管子未固定牢或管卡受热变形，管排就会发生振动并与管卡发生碰撞磨损，也要造成机械磨损而漏泄。
1.2腐蚀
锅炉“四管”受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀，严重时可能导致腐蚀爆管事故。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550-710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。水冷壁上若产生结渣，在周围处于一定温度和还原性气体条件下，会产生较为严重的水冷壁管外腐蚀。
水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域。大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高，尤其是左右两侧烟温相差较大时，腐蚀比较严重。正常运行情况下，锅炉并不会引起管内腐蚀与结垢。品质良好的给水中带有少量杂质，通过炉水处理成为水渣或胶状物质，溶解在水中通过排污排出。当给水品质不良时，炉水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等杂质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离出来附着在管内表面，形成水垢，水垢的传熱系数只有钢管的1/200，影响传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包或破裂。锅炉受热面在停用时与不合格水或湿空气接触，受空气中O2、CO2和SO2的影响会产生管内化学腐蚀。在给水含氧超标时，也会使省煤器内壁产生点状氧腐蚀。
1.3过热
过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。
过热分长期过热和短期过热，长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长期过热爆管的破口形貌，具有蠕变断裂的一般特性，管子破口呈脆性断口特征，爆口粗糙，边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不多。
1.4焊接质量和拉裂
锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，大型锅炉整个受热面焊口数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作用下微裂纹的尖端、缺陷处的高应力逐渐使基杆开裂并发展成宏观裂纹，最终贯穿受热面管壁导致漏泄事故。焊接缺陷的产生原因很多，它与结构应力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平等有关。保证焊接质量必须加强焊工管理及焊接工艺质量的检验评定。
所谓“拉裂”是指在锅炉经过多次起停后连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。这些部位炉外有保温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发现，也很难装设监测设备。
2 “四管”漏泄预防措施
造成锅炉“四管”泄漏的因素较多，必须针对不同的原因从运行和检修以及管理等方面采取预防措施。
2.1加强检修管理
生产人员提高认识，加强“四管”的检查监督力度。充分利用大、小修对四管进行宏观检查，坚持“逢停必检”原则，掌握锅炉“四管”金属长期运行中的性能规律，发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查，发现问题及时彻底地处理。加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检查，对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强四管附件的检查，对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量控制关。同时要提高检修水平，针对设备老化进行受热面更换等技术改造。
2.2加强运行管理
运行人员要认真操作，按规程加减负荷。密切监视四管报警情况，严防受热面“四管”超温，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。加强入炉煤快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风粉量和过剩空气量，使煤粉在炉内充分燃烧。保证磨组在最佳状态运行，严格控制煤粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中心不倾斜，严格控制各部件的参数，严禁超限运行，加强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保证品质合格等。
3 结论
预防锅炉“四管”漏泄是一项综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理。定期对机组运行、检修中暴露出的问题开展专题分析活动，超前谋划和防范，制定切实可行的目标、技术措施，层层落实岗位责任制。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧，控制合理风速，控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度。坚持“逢停必检”方针，加强对隐蔽部位的检查，发现问题并及时处理，减少锅炉非停，保发电厂的安全稳定运行。
关键词：四管；漏泄；腐蚀；处理
锅炉“四管”是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器。锅炉“四管“涵盖了锅炉的全部受热面，内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是能量传递集中所在，因此很容易发生漏泄问题。
公司六台锅炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产，额定蒸发量670t/h、超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉，采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管的泄漏。根据近几年的统计，由于锅炉“四管”漏泄造成机组非停的占公司各类非计划停运原因之首。锅炉一旦发生“四管”漏泄，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全和经济运行。
1 “四管”漏泄原因分析
造成锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。
1.1磨损
煤粉锅炉受热面的飞灰磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会梳离掉极微量的金属，从而逐渐使受热面管壁变薄，烟速越高灰粒对管壁的撞击力就越大；烟气携带的灰粒越多，撞击的次数就越多，加速受热面的磨损。长时间受磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。受热面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征，管壁减薄，外表光滑。
造成严重飞灰磨损的原因是结构因素，设计、安装与检修的不足都可能导致磨损加剧。喷燃器、吹灰器和三次风喷嘴附近水冷壁等处也是煤粉磨损较为严重的部位。在安装、运行和检修过程中，如果受热而管子未固定牢或管卡受热变形，管排就会发生振动并与管卡发生碰撞磨损，也要造成机械磨损而漏泄。
1.2腐蚀
锅炉“四管”受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀，严重时可能导致腐蚀爆管事故。烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550-710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。水冷壁上若产生结渣，在周围处于一定温度和还原性气体条件下，会产生较为严重的水冷壁管外腐蚀。
水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域。大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高，尤其是左右两侧烟温相差较大时，腐蚀比较严重。正常运行情况下，锅炉并不会引起管内腐蚀与结垢。品质良好的给水中带有少量杂质，通过炉水处理成为水渣或胶状物质，溶解在水中通过排污排出。当给水品质不良时，炉水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等杂质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离出来附着在管内表面，形成水垢，水垢的传熱系数只有钢管的1/200，影响传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包或破裂。锅炉受热面在停用时与不合格水或湿空气接触，受空气中O2、CO2和SO2的影响会产生管内化学腐蚀。在给水含氧超标时，也会使省煤器内壁产生点状氧腐蚀。
1.3过热
过热器和再热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，而汽侧换热效果又相对较差，所以过热现象多出现在这两个受热面中。受热面过热后，管材金属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显减少，最后导致超温爆破。
过热分长期过热和短期过热，长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化，管壁氧化减薄，持久强度下降，蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长期过热爆管的破口形貌，具有蠕变断裂的一般特性，管子破口呈脆性断口特征，爆口粗糙，边缘为不平整的钝边，爆口处管壁厚度减薄不多。
1.4焊接质量和拉裂
锅炉本体是由受热面焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，大型锅炉整个受热面焊口数量多的达几万个。而受热面又是承受高温高压的设备，焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。在介质内压作用下微裂纹的尖端、缺陷处的高应力逐渐使基杆开裂并发展成宏观裂纹，最终贯穿受热面管壁导致漏泄事故。焊接缺陷的产生原因很多，它与结构应力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水平等有关。保证焊接质量必须加强焊工管理及焊接工艺质量的检验评定。
所谓“拉裂”是指在锅炉经过多次起停后连接等部件之间由于热膨冷缩不同步，位移不同步，又无足够的补偿能力的情况下管子产生的裂纹漏泄。这些部位炉外有保温层，炉内往往又是管排密集，人员难以预先检查发现，也很难装设监测设备。
2 “四管”漏泄预防措施
造成锅炉“四管”泄漏的因素较多，必须针对不同的原因从运行和检修以及管理等方面采取预防措施。
2.1加强检修管理
生产人员提高认识，加强“四管”的检查监督力度。充分利用大、小修对四管进行宏观检查，坚持“逢停必检”原则，掌握锅炉“四管”金属长期运行中的性能规律，发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查，发现问题及时彻底地处理。加强金属监督和化学分析，对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检查，对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强四管附件的检查，对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量控制关。同时要提高检修水平，针对设备老化进行受热面更换等技术改造。
2.2加强运行管理
运行人员要认真操作，按规程加减负荷。密切监视四管报警情况，严防受热面“四管”超温，加强对管壁温度的监视，减少管壁超温。加强入炉煤快速分析预报工作，为运行人员精心操作、勤调整提供依据，便于运行人员及时调整一、二次风，合理调整风粉量和过剩空气量，使煤粉在炉内充分燃烧。保证磨组在最佳状态运行，严格控制煤粉细度减少设备磨损。认真进行燃烧调整，控制火焰中心不倾斜，严格控制各部件的参数，严禁超限运行，加强受热面吹灰，防止局部结焦超温。加强炉水监督，保证品质合格等。
3 结论
预防锅炉“四管”漏泄是一项综合工程，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理。定期对机组运行、检修中暴露出的问题开展专题分析活动，超前谋划和防范，制定切实可行的目标、技术措施，层层落实岗位责任制。运行人员根据煤质变化及时调整燃烧，控制合理风速，控制管壁超温、加强设备运行监督和化学监督。检修人员提高检修质量和金属监督力度。坚持“逢停必检”方针，加强对隐蔽部位的检查，发现问题并及时处理，减少锅炉非停，保发电厂的安全稳定运行。