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锅炉“四管”泄漏原因分析及预防对策

摘要：四管在锅炉中发生泄露，给电厂带来了很大的影响，给电厂带来了很

大的损失。造成四管泄露的因素很多，磨损、腐蚀和过热是造成四管泄露的重要

因素，文章对其产生的原因进行了分析，并提出了防止四管泄露的对策。

关键词：四管；泄漏原因；预防措施

1、造成四管泄漏的主要原因分析

1.1原始缺陷或焊接缺陷

目前，我国钢铁企业生产的钢管存在着许多与钢材锻造和延展过程相同的缺

陷，如气泡、夹层、褶皱、壁厚不均匀、退火不彻底、晶粒度大等，这些都是钢

管生产过程中出现缺陷。

由于受热表面上的每个管道都有大量的焊缝，整个台锅炉的四个管道焊接上

万个，而受热表面又是一个承受高温、高压的设备，其焊接的质量直接关系到整

个锅炉的安全性和经济性。

1.2磨损

腐蚀的原因是灰颗粒对管道壁面的冲击和摩擦。烟气流速、飞灰浓度、粒径

尺寸、飞灰颗粒理化性能、受热表面布局和构造等是影响飞灰侵蚀的重要因素。

另外，还受操作条件的影响。同时，粉尘含量高，易造成严重的磨耗。因而，在

燃烧含高灰量的煤粉炉中，其磨耗问题更加突出。另外，烟道内的部分区域，如

烟道等，若出现了烟尘聚集现象，将导致磨耗较大。若燃烧灰渣颗粒多为硬质，

且颗粒粗且呈角状，且受热面的烟道温度偏低，使得灰渣颗粒硬化，那么，灰渣

颗粒的磨耗也会增加，特别是在省煤器区，由于烟道温度偏低，灰渣颗粒硬化，

造成的磨耗更大。由于风化速率与风化速率呈三次方正比，因此对风化速率的影

响最大。所以，在设置加热表面时，不仅要注意烟气速度的控制，而且要注意防

止局部区域的流速过快。

1.3腐蚀

在腐蚀过程中，金属管道的壁面会逐渐变薄，如果不采取适当措施，将会造

成管道的腐蚀和破裂。管道的腐蚀分为两类，即管道外部的高温表面腐蚀和管道

内部的化学腐蚀。

高温管道的外壁腐蚀多集中在锅炉的高热载区。其腐蚀机理为含有硫的煤体，

以硫酸为主的熔融盐型腐蚀，以硫化氢、硫氧化物为主的气体腐蚀。已有的研究

表明，煤炭在燃烧时，其含硫化合物会与氧气发生化学反应，而在高温下，其中

的K、Na盐会转变成其较高的氧化钾、氧化钠，并与其形成的三氧化硫反应，形

成其硫酸根，进而与FeO、SiO等形成复合硫酸根。在550—580摄氏度时，该

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化合物以熔化态附着于管道壁上，与铁反应，加速了管道的侵蚀。

管道内化学腐蚀指的是：在水冷壁管道中有沉积物（垢或水渣），在沉积物

的下方会造成水冷壁腐蚀，即酸、碱腐蚀。这是由于炉水中的酸碱盐，把铁皮给

腐蚀掉了。水冷壁管在正常工作状态下，其内部通常被一种叫做FeO的薄膜所

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包裹，这种薄膜对水冷壁管的腐蚀起到了很好的保护作用。但是，若炉内的酸碱

度超过标准，则会造成保护膜的损坏。结果表明，在酸碱度较低的条件下，保护

层的腐蚀速率较低，保护层的稳定性较好。酸碱度偏高或偏低均会加速侵蚀。在

酸碱度较高的条件下，容易产生碱金属的侵蚀。在pH较低的条件下，容易产生

酸蚀。因此，在一般操作情况下，炉子里的pH值必须维持在规范的范围之内。

此外，如果降低的冷却水水质不好，或者锅炉分离装置受损，或者其他的因素，

会导致过热器，再热器的管道出现结垢，从而导致管道过热胀粗，甚至爆裂。在

锅炉未使用时，由于有水或有潮湿的空气从管道中泄漏，氧气，二氧化碳，二氧

化硫等与管道的内壁发生了化学反应。

1.4过热和超温

所有的钢种都有一个允许的温度区间，在这个区间里，根据他们的实际工作

情况，可以保证他们的安全工作。在实际管壁温度高于允许温度的情况下，其力

学性能、金相微结构将改变，材料的蠕变加速，材料的强度将大幅降低，最终引

起管材的断裂。钢管的寿命是根据其工作温度及抗压强度进行设计的。当水蒸气

的温度高于规定的温度时，虽然不会出现过热现象，但也会降低材料的结构稳定

性，加速材料的蠕变性，最终降低材料的使用寿命。

由实验结果可知，在高温下，材料到达失效状态所需的时间与蠕变性速率成

反比，且随着温度的增加而呈指数递减。超高温爆炸可分为两类：一类是长距离

爆炸，另一类是短距离爆炸。

当管道在运行过程中，因为某些原因，导致管道的壁面温度超出了设计的范

围，如果水蒸气的超温范围不大，管道不会立刻被破坏，但是管道在超温条件下，

管道