1、爆管現象
銅陵電廠3號機鍋爐為哈爾濱鍋爐廠製造的亞臨界強製循環汽包爐,過熱蒸汽流量1 025 t/h,過熱蒸汽壓力18.3MPa,過熱蒸汽溫度541℃,富通新能源生產銷售
生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機、
秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
1999年11月12日3號爐整套啟動期間,11:00發現送、引風機及給粉機自動解除,爐膛負壓變化較大,給水流量與蒸汽流量偏差較大,約200 t/h。現場檢查發現爐後煙道固定端人孔門處有蒸汽冒出,停爐後進入爐內進一步檢查確認為末級過熱器固定端16排,爐前數第2根根彎頭上部爆裂。
2、原因分析
3號爐在調試階段累計運行約400 h後末級過熱器第16排第2根管子發生爆管,並吹損了第16排第1根管子,爆口及吹損部位位於彎頭位置。管子規格為φ54 mm×9mm,材料為12CrIMoV。
爆管爆口張口較大,呈張開嘴狀,最大周向張口距離為37 mm,爆口軸向長度為85 mm。管子及爆管內外表麵呈青灰色,爆口外表麵氧化膜較厚,達0. 3~0.4 mm,dabufenyituoluo。baokoufujinyouzhongduodepingxingyubaokoudexixiaoliewen。baokouchunbumingxianjianbo,danyudianxingdeduanqichaowenbaokouxiangbi,jianboliangbijiaoxiao。baokoufujinguanzimingxianzhangcuhejianbo,guanjinghebihoudeshicezhijiyigongchengzhijing54 mm計的漲粗值見表1和圖1。爆口的斷口較平整,斷麵呈顆粒狀。
爆(bao)口(kou)中(zhong)心(xin)爆(bao)破(po)口(kou)唇(chun)部(bu)邊(bian)緣(yuan)組(zu)織(zhi)已(yi)完(wan)全(quan)球(qiu)化(hua),珠(zhu)光(guang)體(ti)區(qu)域(yu)已(yi)基(ji)本(ben)消(xiao)失(shi),碳(tan)化(hua)物(wu)聚(ju)集(ji)長(chang)大(da)分(fen)布(bu)於(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)晶(jing)內(nei)和(he)晶(jing)界(jie),並(bing)出(chu)現(xian)孔(kong)洞(dong)和(he)裂(lie)紋(wen),球(qiu)化(hua)4級。爆口中心內壁氧化層厚0.27 mm。爆口中心背火麵組織球化3級,內壁氧化層厚0. 22 mm。爆口前(迎流向)距爆口端部70 mm處向火麵組織球化3.5級,內壁氧化層厚0.24 mm。根gen據ju管guan子zi材cai料liao組zu織zhi球qiu化hua狀zhuang況kuang及ji內nei壁bi氧yang化hua層ceng厚hou度du可ke以yi肯ken定ding爆bao管guan處chu管guan子zi金jin屬shu長chang期qi過guo熱re。按an球qiu化hua方fang程cheng估gu算suan爆bao口kou處chu管guan子zi金jin屬shu長chang期qi過guo熱re當dang量liang溫wen度du為wei618℃,爆口背麵和爆口附近金屬長期過熱當量溫度要略低一些。按內壁氧化層厚度估算爆口處管子金屬長期過熱當量溫度為621℃。
此ci外wai,從cong爆bao口kou和he斷duan口kou的de宏hong觀guan形xing狀zhuang以yi及ji爆bao破po口kou唇chun部bu邊bian緣yuan組zu織zhi變bian形xing拉la長chang情qing況kuang可ke知zhi管guan子zi爆bao破po前qian產chan生sheng了le較jiao大da的de塑su性xing變bian形xing,表biao現xian出chu短duan期qi過guo熱re爆bao管guan的de特te征zheng。在zai爆bao口kou邊bian緣yuan未wei發fa現xian金jin屬shu相xiang變bian組zu織zhi,因yin此ci,短duan期qi過guo熱re爆bao管guan處chu的de金jin屬shu溫wen度du低di於yuAa溫度(此鋼Aa一774℃)。綜合上述分析可以確定爆管性質為長期過熱基礎上的短期過熱爆管。對吹損管以及爆口前、後管子也進行了金相試驗。
被爆口吹損的第1根管子彎頭部位向火麵組織正常,為鐵素體十珠光體,內壁氧化層厚僅0. 05 mm。該(gai)管(guan)金(jin)相(xiang)試(shi)驗(yan)的(de)取(qu)樣(yang)部(bu)位(wei)與(yu)爆(bao)管(guan)管(guan)子(zi)爆(bao)口(kou)相(xiang)鄰(lin),位(wei)於(yu)爆(bao)管(guan)管(guan)子(zi)的(de)煙(yan)氣(qi)流(liu)上(shang)遊(you),取(qu)樣(yang)部(bu)位(wei)的(de)爐(lu)內(nei)熱(re)負(fu)荷(he)應(ying)高(gao)於(yu)爆(bao)口(kou)部(bu)位(wei)。可(ke)知(zhi)爆(bao)管(guan)管(guan)子(zi)過(guo)熱(re)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)管(guan)內(nei)蒸(zheng)汽(qi)流(liu)速(su)過(guo)低(di)而(er)造(zao)成(cheng)的(de),產(chan)生(sheng)這(zhe)一(yi)原(yuan)因(yin)可(ke)能(neng)是(shi):管子部分堵塞;管內表麵存在的一些影響流速的突出物,它在某種工況下可能會造成該管氣流的突然減少。
爆口前、後取樣部位爆管管子向火麵組織正常,為鐵素體十珠光體,爆口前取樣部位內壁氧化層厚0. 03 mm,內壁脫碳層厚0.18 mm。表明爆口前、後取樣部位的金屬溫度低於爆口處管子的金屬溫度。產生這一現象的原因可能是由於爐內爆口彎頭部位熱負荷相對較高而引起的。
資料表明某電廠末級過熱器運行4年後開始發生爆管現象,此後3年中間共爆管14次,爆口全部位於彎頭部位,均為長期過熱爆管。壁溫實測結果亦顯示彎頭部位壁溫相對較高。
3、處理意見
更換爆口前、後取樣部位之間的所有爆管管子;全麵檢查爆管管子的堵塞和節流情況;運行期間,尤其是低負荷運行工況下,避免末過超溫。
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