鍋爐受熱麵管相對於機械設備來說,它沒有運動機械的劇烈磨損、振動和高度疲勞等問題,但由於其工作條件惡劣,受汽水品質、運行工況、煙氣流程條件的影響,爆漏事故較多。據2005年統計,由於燃煤緊缺,煤質大幅下降,鍋爐燃煤實際煤種嚴重偏離設計煤種,造成鍋爐運行工況變差,致使鍋爐因超溫、磨損、高溫腐蝕等原因爆管不斷,全年韶關發電廠鍋爐受熱麵共發生了14次爆管事故,其中10號爐高溫過熱器在短短的6天內發生爆管事故2起。嚴重影響機組的安全經濟運行,因此防止鍋爐受熱麵爆管已成為提高電廠安全經濟運行的關鍵,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。
1、設備概況
韶關發電廠10號爐是東方鍋爐(集團)股份有限公司引進美國福斯特·惠勒能源公司技術設計、製造的DC1 025/18.2型,亞臨界、一次中間再熱自然循環鍋爐。
1.1的主要設計參數
1.2高溫過熱器係統設計特性
高溫過熱器蛇形管規格為∮57×9mm,材質為T91鋼和12CrIMoV鋼,懸吊在爐膛折焰角上方及水平煙道區域內,共42排。順列布置,7管圈管排,S1= 571.5mm,管間采用圓鋼及滑動塊定位。為了使同屏各管的壁溫比較接近,在管排的人口處設置了不同尺寸的節流圈。有+41 mm,∮21.5mm, ∮20 mm,≡19.5 mm, ∮18.5 mm 5種規格。
2、爆管的機理與特征
鍋(guo)爐(lu)上(shang)各(ge)類(lei)管(guan)子(zi)的(de)爆(bao)管(guan)可(ke)根(gen)據(ju)其(qi)超(chao)溫(wen)幅(fu)度(du)的(de)不(bu)同(tong),分(fen)為(wei)長(chang)期(qi)過(guo)熱(re)爆(bao)管(guan)和(he)短(duan)期(qi)過(guo)熱(re)爆(bao)管(guan)。長(chang)期(qi)超(chao)溫(wen)爆(bao)管(guan)主(zhu)要(yao)發(fa)生(sheng)在(zai)過(guo)熱(re)器(qi)的(de)外(wai)圈(quan)和(he)高(gao)溫(wen)再(zai)熱(re)器(qi)的(de)向(xiang)火(huo)麵(mian);短期超溫爆管一般發生在燃燒帶和燃燒器附近熱負荷較高的水冷壁的向火麵,超溫程度越高,管材壽命越短n1。
2.1長期過熱爆管機理與特征
過guo熱re器qi管guan子zi在zai超chao溫wen幅fu度du不bu太tai大da的de情qing況kuang下xia,由you於yu長chang期qi處chu於yu超chao溫wen運yun行xing,使shi得de金jin屬shu材cai料liao的de機ji械xie強qiang度du下xia降jiang,蠕ru變bian速su度du加jia快kuai,管guan子zi發fa生sheng脹zhang粗cu直zhi至zhi破po裂lie。
長(chang)期(qi)超(chao)溫(wen)爆(bao)管(guan)的(de)破(po)口(kou)一(yi)般(ban)為(wei)粗(cu)糙(cao)脆(cui)性(xing)斷(duan)口(kou),邊(bian)緣(yuan)粗(cu)鈍(dun)。爆(bao)口(kou)較(jiao)小(xiao),呈(cheng)鼓(gu)包(bao)狀(zhuang),外(wai)表(biao)麵(mian)有(you)較(jiao)厚(hou)的(de)氧(yang)化(hua)皮(pi),內(nei)外(wai)壁(bi)形(xing)成(cheng)許(xu)多(duo)縱(zong)向(xiang)裂(lie)紋(wen),但(dan)破(po)口(kou)不(bu)明(ming)顯(xian)張(zhang)開(kai);組(zu)織(zhi)結(jie)構(gou)明(ming)顯(xian)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),碳(tan)化(hua)物(wu)明(ming)顯(xian)球(qiu)化(hua),珠(zhu)光(guang)體(ti)石(shi)墨(mo)化(hua),有(you)時(shi)向(xiang)晶(jing)界(jie)偏(pian)聚(ju),合(he)金(jin)元(yuan)素(su)由(you)固(gu)熔(rong)體(ti)向(xiang)碳(tan)化(hua)物(wu)轉(zhuan)移(yi),在(zai)晶(jing)界(jie)處(chu)萌(meng)生(sheng)蠕(ru)變(bian)孔(kong)洞(dong),蠕(ru)變(bian)使(shi)材(cai)料(liao)斷(duan)裂(lie)韌(ren)性(xing)下(xia)降(jiang),塑(su)性(xing)降(jiang)低(di)。
2.2短期過熱爆管機理與特征
由(you)於(yu)異(yi)物(wu)堵(du)塞(sai)管(guan)道(dao),鍋(guo)爐(lu)燃(ran)燒(shao)不(bu)穩(wen)等(deng)原(yuan)因(yin),導(dao)致(zhi)管(guan)道(dao)傳(chuan)熱(re)惡(e)化(hua),局(ju)部(bu)溫(wen)度(du)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng),超(chao)溫(wen)幅(fu)度(du)較(jiao)大(da)並(bing)且(qie)超(chao)過(guo)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)極(ji)限(xian)允(yun)許(xu)溫(wen)度(du),而(er)引(yin)起(qi)的(de)管(guan)道(dao)爆(bao)裂(lie)。
短期超溫爆管的破口邊緣銳利.管(guan)壁(bi)厚(hou)度(du)減(jian)薄(bo)很(hen)多(duo),破(po)口(kou)附(fu)近(jin)管(guan)子(zi)脹(zhang)粗(cu)較(jiao)大(da),破(po)口(kou)常(chang)呈(cheng)很(hen)大(da)的(de)喇(la)叭(ba)型(xing)。外(wai)壁(bi)氧(yang)化(hua)不(bu)突(tu)出(chu),無(wu)平(ping)行(xing)與(yu)破(po)口(kou)的(de)軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)。破(po)口(kou)處(chu)的(de)金(jin)相(xiang)組(zu)織(zhi)根(gen)據(ju)過(guo)熱(re)程(cheng)度(du)不(bu)同(tong)而(er)不(bu)同(tong),常(chang)是(shi)淬(cui)硬(ying)組(zu)織(zhi)或(huo)淬(cui)硬(ying)組(zu)織(zhi)加(jia)鐵(tie)素(su)體(ti),破(po)口(kou)處(chu)的(de)硬(ying)度(du)明(ming)顯(xian)高(gao)於(yu)其(qi)他(ta)部(bu)位(wei)。
3、過熱器的爆管過程
10號爐對流過熱器管發生爆管,第一次爆管部位為乙側數起第3屏後數第7根。管子規格Ø57×9mm,材料為T91鋼。經過4天搶修後運行不到1天發生第二次爆管,爆管的部位為乙側數起第3屏後數第8根管,規格為Ø57×9 mm,材質為12CrIMoV鋼。由於對流過熱器是7管圈繞製,因此,可以判斷2次爆管事故發生在同一路管道上。
4、爆管的原因分析
4.1爆口外觀
爆口裂紋長131 mm、寬27 mm,爆口最大脹粗為68 mm,脹粗率為19. 305,距離爆口裂紋尖端20 mm處管子的脹粗為58.12 mm,脹粗率為1.96%;爆口外表麵存在平行於管軸線多條宏觀蠕變裂紋;爆口邊緣最薄為4.1 mm;內外表麵無明顯氧化減簿現象,爆口呈魚嘴狀,邊緣較粗糙並不鋒利,呈脆性爆裂。
4.2光譜分析結果及微觀檢驗
4.2.1 光譜分析結果
爆口部位材料含Cr、Mo、V、Nb元素。
4.2.2微觀檢驗
對該爆口(最大爆口處)取qu樣yang金jin相xiang分fen析xi,原yuan具ju有you位wei向xiang性xing的de馬ma氏shi體ti組zu織zhi形xing態tai已yi消xiao失shi,晶jing內nei原yuan呈cheng大da量liang細xi小xiao彌mi散san狀zhuang分fen布bu的de碳tan化hua物wu粒li子zi數shu量liang已yi大da量liang減jian小xiao,尺chi寸cun粗cu化hua。其qi老lao化hua程cheng度du屬shu完wan全quan老lao化hua,老lao化hua級ji別bie為wei4級。對該爆口(最大爆口處背麵)quyangjinxiangfenxi,yuanjingneitanhuawulizishuliangjinyibujianshao,chicuncuhua,jingjietanhuawulizishuliangzengduo,yanyuyinglichuizhifangxiangyoufangxiangxingfenbuqingxiang,chicunchangda,mashitiweixiangmingxianfensan。laohuachengdushuzhongdulaohua,laohuajibiewei3級。
4.3爆管原因
從爆管的宏觀和微觀檢驗與爆管特征的比較,以及運行記錄可知,10號(hao)爐(lu)對(dui)流(liu)過(guo)熱(re)器(qi)的(de)爆(bao)管(guan)事(shi)故(gu)是(shi)屬(shu)於(yu)短(duan)期(qi)超(chao)溫(wen)爆(bao)管(guan),主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)管(guan)內(nei)有(you)異(yi)物(wu)堵(du)塞(sai),造(zao)成(cheng)管(guan)內(nei)流(liu)通(tong)麵(mian)積(ji)減(jian)少(shao),過(guo)熱(re)器(qi)管(guan)的(de)冷(leng)卻(que)蒸(zheng)汽(qi)量(liang)減(jian)少(shao),管(guan)內(nei)溫(wen)度(du)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng)超(chao)過(guo)材(cai)料(liao)允(yun)許(xu)最(zui)大(da)溫(wen)度(du)引(yin)起(qi)爆(bao)管(guan)。
在維修中發現,原始爆口的管子因在機組安裝時遺留有一塊堵板,建成投產時該堵板是豎著的,並沒有完全堵塞管子的流通截麵(堵板在管內一直承受著熱應力、蒸汽流通作用力和管壁的壓迫力,各種作用力是平衡的,不會造成堵板旋轉堵塞管口),故不會引起管子過熱爆破。隨後,當有某一瞬間外力作用致使堵板旋轉90。堵塞管口時,沒有蒸汽冷卻的管子就會因短期過熱而產生爆破。
5、對策
鍋爐管的爆管原因與製造、安裝和運行均有關聯,事故後根據機組的實際狀況,對該機組的過熱器作出了相應的處理措施,並提出一些建議。
(1)由於整圈管子的質量已受影響,表麵過熱起皮,若管材供應不及,無法大量更換時,可對該圈管子作臨時堵塞處理。
(2)對其他受熱麵管進行全麵檢查,並對有懷疑超溫的高溫過熱器管進行取樣分析。
(3)加強設備質量的驗收和安裝質量的檢查。
(4)建議合理布置受熱麵管壁溫度測點,嚴格監視受熱麵的管壁溫度的變化,防止事故發生及擴大。
6、結 語
(1)10號爐高溫過熱器管的爆裂是屬於異物堵塞引起的短期超溫爆管。
(2)建議加強設備質量的驗收和安裝質量的檢查,合理布置受熱麵管壁溫度測點。
(轉載請注明:富通新鍋爐
http://www.tre455.cn/swzglcp/)