火电厂施工中预防锅炉爆管和泄漏的思考

前言：

火电厂锅炉作为把燃烧物的热能转化成热能并形成高压力蒸汽的基本装置，对电力生产过程有着极其重要的作用。但是在修建整个过程中如机械组装量大、管路对接、系统的清理等工作都可能产生潜在性问题，致使锅炉运行时发生爆炸或泄漏风险。因此采取有效措施减少锅炉爆炸或泄漏风险对锅炉正常运行有重要意义。

1 火电厂施工中锅炉爆管和泄漏原因分析

1.1 设备损伤

（1）运输与吊装损伤：锅炉受热面管束在搬运过程中，若固定不稳，会受到车架框或其它物件的碰撞，在管子的表面产生凹坑和划痕。经检查发现深度大于 0.5mm 的划痕会使得管子部分壁厚减小，这种管子在运行中受高压力的高温蒸汽冲蚀会极易导致产生应力集中，从而减少使用寿命。另外在起吊过程中若没选择合适的吊点或直接用吊带碰触管道未设置保护，会拉弯管道造成裂纹。

（2）安装过程中的机械损伤：采用挠性接头工艺，利用千斤顶和倒链等工具强制拉拽使管道接头统一，会使管道产生额外的应力，影响管道载荷能力，超过材料承受力则管道会产生永久形变，在运行过程中又因温度差会产生使压力不断释放的状态，容易导致接口渗漏。

1.2 设备清洗不到位

（1）氧化皮与铁锈残留：在生产过程中锅炉管道壁面上常常存在所谓的“氧化皮”，厚度大约在 5～10μm 之间。随着储运时间的增长，由于管周围空气中的水分较多，管道内生锈。如果不能将此类氧化物质及锈蚀层完整去除，它将在高温蒸汽冲刷下逐渐脱落，在管道折角处或折点处等流速较小的地方附积，造成管道堵塞。堵漏率超过 50% 时，管道中蒸汽流量减少，降温能力下降，同时管道表面温度也有可能超过设计允许的范围值。

（2）焊渣与异物残留：管道焊接施工中，如不能及时清理焊渣，部分焊渣会停留在管道内部，同时作业人员在施工过程中可能会遗漏手套、抹布等杂物，在阀门、节流孔板等部位由于蒸汽流动而导致阀孔等阻塞、卡堵。

1.3 飞灰磨损与焊接缺陷

在锅炉安装过程中，后方热交换器管道间隔和横向间隔未达到设计要求，或者管道位置不平直的情况下，会导致烟气流速出现不均匀，导致出现部分位置流速过大现象。当烟气流动速度大于 8m/s 时，会对粉尘更加敏感。受到烟气影响的位置包括管道前方位置、拐角处、管道附件交接处。以 Φ51×6mm 的 20 号钢为例，烟气流量为 10m/s ，每年磨损量可达 0.5mm ，无防护保护罩的情况下，仅用 3～5 年时间就可能因为壁厚减薄发生破坏。此外，如果省煤器保护罩未安装牢固，或者位置偏移或者孔洞位置产生偏差，粉尘会从保护罩孔洞进入冲击保护罩下侧管道表面，形成“磨损坑”，导致管道破坏进一步加剧[1]。

在焊缝内部，由于熔池内的空气没有及时排出或者熔渣没有完全上浮而存在的气孔与夹渣会影响焊接接头的连续性，降低焊接接头的强度，降低了其抗拉与抗锈性能；当气孔直径大于 3mm ，夹渣长大于 3/4焊丝直径时，会在工作过程中发生断裂。

2 火电厂施工中预防锅炉爆管和泄漏措施

2.1 加强设备保护，避免施工过程中的损伤

（1）采用汽车运输热交换器管线时，应使用专门的载具搬运，并垫以厚度不低于 50mm 厚的橡胶垫保护管线不受撞击震动，利用尼龙绳将其绑固在运送装置上，管道与管道之间的距离不超过 1.5m ，防止移动时撞击碰撞产生剧烈冲击；如果管线直径小于 50mm ，则使用木盒盛放，并在内部设置间隔板隔断空间，防止相互刮擦；载运汽车的车速应控制在 60km/h ，遇山路时，车速降至 20km/h 以内，减少振动带来的影响。运到施工现场后，应立即对外表面进行检查，检查管线表面有深达 0.3mm 以上的划痕或者压坑，若如此，需要先行研磨磨光再进行修补，保证修补后壁厚大于设计壁厚的 90% ，小于 90% 需更换部件。

（2）应编制详细吊装方案，并根据管道布置的质量和大小，选择适当的位置进行吊挂。每个管道排要有足够的吊挂点来确保每米管道排有一个吊挂点。此外，要使用有橡胶覆盖层或用木块包裹的吊装吊具，以减少对管道的损害。使用专业吊装扁担能确保每个吊挂点上负荷分配均匀，进而降低了管道发生扭转的可能性。整个吊装过程中，要有专业的指导员，并限制作业时吊车提升速度不超过 0.5m/s ，以防停止太快或吊车动作过快的处理而导致的问题。对于长度超过 10m 的管道排，则要使用 2 台起吊设备一起工作，以便使管道排保持垂直，防止管道排在两端高一端低的位置之间发生的扭转力。当管道完全放置完毕后，要马上将其固定在临时的支撑结构上，支撑结构之间的距离不能超过 2m ，并在接触管道部位放置橡胶垫片。

2.2 优化设备清洗工艺，确保清洗质量

（1）化学清洗前的准备：首先对锅炉系统管道的外部以及内部的综合状态进行观察，并进行有效的鉴定，将锅炉的生锈以及腐蚀厚度等状况详细记录下来，根据实际情况制定针对性的化学清洗方案，选择合适的洗液。例如，对碳素钢钢管可以选择盐酸进行清洗，盐酸的浓度可以为 5‰ ；对于合金钢管来说，则应该选择柠檬酸进行清洗，将浓度控制在 3-5% 即可。此外，还需要做好相应的清洗工具准备，在整体清洗系统中进行高压测试，防止出现漏水的现象，高压测试的压力数值应该与正常压力值一致的 1.5 倍，且应该保持在 30 分钟以上，压力在 30分钟之内的数值应该小于 0.05MPa, 。

（2）化学清洗过程管理：该过程主要包括碱洗、酸洗、漂洗及钝化 4 个阶段。此过程的主要目的是将管道表面油污、易脱落的氧化层清理干净。碱洗用溶液由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠组成，在 80-90^∘ 环境下停留约 4-6h 。碱洗后去离子水冲洗，待流出来的水pH 值在 7-8左右 [2]。

2.3 控制焊接质量，采取有效的防磨措施

选用合适的焊接材料须符合设计要求且有合格证并按规定进行复检。焊条使用前应进行预热，低氢焊条加热温度 350～400^∘ ° C，保温时间 1～2h 后存放于 80～100^∘ C 烘干箱中，随时备用。焊丝使用前将表层油污和锈蚀去除，使焊丝露出金属光泽。管路的切口宜采用机加工制作，切口倾斜角以及钝边间隙宜按设计要求，倾斜角通常为30^∘ ° ±2^∘ ，钝边深度约为 1～2mm 。制备好切口后应将切口表面及边缘 20mm 范围内用砂轮打磨清除油污、铁锈、氧化层等表面脏物，使金属露出光泽。

焊接之前应当选择合适的焊接参数，比如在进行 Φ38×4mm 的20G 钢管手动电弧焊的时候，建议焊接电流控制在 100～140A ，电压控制在 22～26V ，焊速控制在 80～100mm/min 范围内。在施工的过程中，最好可以采用多层次多段式的焊接工艺，每一层的焊厚度均不大于焊条半径，在上一层焊缝熔化的物质已清理干净后再进行下一次的施焊。

结语：

科学的预防火电厂锅炉爆管与泄漏是保障火电厂施工质量的基础，为此，火电厂施工中应明确引发锅炉爆管和泄露的原因，同时采取科学的预防锅炉爆管与泄漏措施，提高火电厂锅炉施工质量，为火电厂锅炉设备稳定运行奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 沈碧莹 . 某电厂锅炉再热器三叉管多次泄漏原因分析及处理[J]. 锅炉制造 ,2025,(04):40-41.

[2] 张华 , 魏威 . 电厂锅炉水冷壁爆管泄漏原因与解决对策分析[J]. 电力设备管理 ,2024,(15):75-77.