防止锅炉承压部件的损伤

电力18讯：    锅炉承压部件的爆漏是大型火电机组强迫停用的主要原因，占锅炉机组强迫停用次数的82％，强迫停用时间的78％。因而预防锅炉承压部件损坏，有其明显的经济效益。

本节叙述的是锅炉承压部件因各种原因，使管壁不能承受内压应力而发生的爆漏。通常是指管壁的局部应力超过材料的屈服极限、持久强度，包括管壁磨损、腐蚀、侵蚀减薄使应力升高的因素，包括管壁温度升高材料组织发生变化而使材料强度下降的因素，以及附加应力或交变应力的存在使管壁爆漏等。其中受热面内、外壁腐蚀因涉及化学专业，修复工作量一般较大，同时发生在一大批承压部件上，所以另节叙述。

一、炉外承压部件的损坏

锅炉炉外承压部件的损坏，虽然为数不多，因其涉及人身安全，故必须引起电厂安全工作者的重视。

国内外事故统计表明，饱和汽水混合物管道、主蒸汽管道及超临界压力锅炉下辐射区联络管弯头以及汽水联箱封头、手孔堵是锅炉炉外承压部件的薄弱环节。就弯头而言，分析表明，在内压作用下弯头椭圆断面上存在三个高应力区（见图4-3-8）。汽水管道弯头内表的两个高应力区，在锅炉启停、温度变化其局部应力超过材料屈服极限时，表面原有的磁性氧化铁保护膜会损坏，在含氧水的作用下再次氧化造膜，如此反复，形成应力腐蚀疲劳破坏。因其发生在内壁不易发现，且因为有二个薄弱点，一般爆破口较大；对于主汽或再热器管道，外表的高应力区促进高温蠕变的发展，较早发生蠕变孔洞或蠕变裂纹而提前损坏（见图4-3-8）。一些早期苏联和国内生产的平封头联箱及手孔堵，不适当的在管端二次应力区采用未焊透的焊接结构，也容易发生应力腐蚀疲劳裂纹。从而构成了炉外承压部件的薄弱环节。对此类运行年久的锅炉，备必重视炉外承压部件的损坏问题。

防止炉外承压部件损坏，应采取如下防范措施：①制作管道弯头要严格控制弯头不圆度，必要时增加壁厚，采用回火工艺以消除冷弯时引起的加工硬化与残余应力；②对于已运行多年的锅炉，汽水管道不圆度超过8％的弯头，在锅炉启停次数超过允许值时，要加强弯头内表面的检查。③主蒸汽、再热汽管道要重点监视弯头的外弧侧外表的微裂纹，对10－14MPa，510℃～540℃参数的φ133×10、φ194×12、φ219×14、φ273×20、φ325×22的12Cr1MoV主汽管和导汽管，以及φ426×17Cr1MoV再热汽管要重点检查。④要改善停炉保护工作，认真控制化学清洗工作的质量。⑤要加强金属监督，防止错用钢材、焊接缺陷扩展和法兰螺栓断裂。

二、防止磨损

锅炉承压部件磨损是一种机械性损坏，一般有四种形式：即飞灰磨损、吹灰器磨损、落


渣磨损与煤粒磨损。磨损使管壁减薄，当管壁应力超过材料的屈服极限时，管子爆破。近年来采用小管径、小节距、高烟速以减少省煤器体积及钢材消耗的做法已逐步淘汰。当前飞灰磨损主要发生在烟气走廊地带、管排不均匀处及导流板异常位移处。加强防磨、防爆检查，避免炉墙漏风以及正确使用与维护防磨装置是防止飞灰磨损的主要措施，中国电力出版社出版的《防止电力生产重大事故安全系列片》第三集有形象化的描述，值得一看。

吹灰介质（空气或蒸汽）带水，吹灰器卡涩在一个位置上不动以及吹灰器定位不当是吹灰磨损管壁变薄的主要原因。吹灰操作程控，吹灰器位置的正确信号显示及采用其他吹灰方式清洁受热面是解决吹灰器磨损的途径。

锅炉冷灰斗斜面被炉膛上部下落的灰渣冲刷使冷灰斗边排管壁爆管的事故还不多见，一旦发现防范措施是在此部份管壁上堆焊防磨层或加焊防磨棒。

煤粒磨损主要发生在喷燃器出口处。主要原因是喷口位置不正确，防磨保护层磨耗、脱落或管排异常变形。

三、防止管壁过热损坏

管壁在高温烟气中受热，如果得不到可靠的冷却，其运行温度超过设计值或超过运行时限发生损坏，称为过热。短期过热造成的损坏是因高温使管材强度下降，例如管子内部堵塞，缺水、水循环破坏或膜态沸腾等，大部分短期过热损坏处会呈现明显的延伸和收缩变形，在破裂处呈现刀刃状边缘；只有当过热温度超过相变温度AC3，钢材的铁素体转变为奥氏体时，管壁减薄才不明显。高温蠕变或称中、长期过热是因为钢材长期工作在蠕变温度以上，金相组织发生变化；包括：珠光体球化，碳钢和钼钢的石墨化，碳化物聚集，奥氏体钢发生σ相沉淀等，从而降低了金属的晶间强度而损坏。这种损坏管壁没有明显减薄，厚唇状破口是高温蠕变的特性。

短期过热损坏有不同的起因，防范措施亦因此而不同。一般的要求是，应建立防止作业工具、切削悄粒以及焊渣进入管段的检修工艺，建立防止汽包低水位及过量使用减温水导致过热器管内出现水塞的操作规程。高温蠕变的原因差异更大，一般情况下，首先要弄清是汽温长期超温、个别蛇形管超温、还是炉内管壁超温；弄清是因为热力偏差、水力偏差还是结构偏差引起的蛇形管超温。个别管的过热采用高一级材料替代往往可以取得良好的效果。

四、防