燃煤鍋爐三管爆破原因分析及對策

1、 燃煤鍋爐三管爆破原因分析及對策 目前，大型電站鍋爐爆管事故已成為當(dāng)前威逼發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的突出沖突，而且隨著機(jī)組服役時間的增加，這類事故還有逐年上升的趨勢，成為影響平安生產(chǎn)的主要因素。就我廠燃煤鍋爐而言，自1999年運(yùn)行至今，1、2、3號爐共發(fā)生三管泄漏事故13起，嚴(yán)峻影響了電廠乃至全公司的平穩(wěn)生產(chǎn)，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。事實(shí)上，當(dāng)爆管發(fā)生時，我們常常采納所謂的快速修理方法，如更換新管段、噴涂等來修復(fù)，一段時間后又發(fā)生爆管。爆管在同一根管子、同一種材料或鍋爐同一區(qū)域的相同斷面上反復(fù)發(fā)生，這一現(xiàn)象說明三管爆破的根本問題還未被解決，因此分析了解三管爆破的根本緣由是當(dāng)前的首要問題。 1 過熱器爆管

2、的緣由及預(yù)防措施 影響過熱器爆管的根本緣由有：過熱、磨損、腐蝕、焊接質(zhì)量等，結(jié)合各廠鍋爐過熱器爆管實(shí)際可以看出，過熱器爆管中由于金屬過熱造成的爆管約占30%，磨損約占15%，腐蝕約占10%，焊接質(zhì)量約占30%,其它緣由占15%，因此受熱面超溫柔焊接質(zhì)量差是造成過熱器爆管的主要緣由。下面我們主要從這兩方面來分析爆管緣由。 1.1 管材質(zhì)量差或焊接質(zhì)量差造成過熱器爆管 a、 管材質(zhì)量差。假如管子本身存在分層、加渣等缺陷，運(yùn)行時受溫度和壓力影響，缺陷擴(kuò)大就會導(dǎo)致過熱器管爆管。例如：2000年12月，我公司其次熱電廠1號爐低溫過熱器在使用中發(fā)生爆管，爆管開裂口呈桃形，開口處由于爆裂已明顯減薄。由爆口部

3、位金相分析可知：該過熱器管爆裂是由于爐管材質(zhì)較差，組織不勻稱，為不完全正火組織，母材基體存在大量微觀孔洞，這些缺陷影響材料的強(qiáng)度，最終導(dǎo)致過熱器管爆裂。 b、焊接質(zhì)量差。在制造或修理中由于焊接質(zhì)量不過關(guān)，焊縫中存在氣孔、夾渣、焊瘤等會導(dǎo)致頻繁爆管。2021年,我廠1號爐低溫過熱器在運(yùn)行過程中發(fā)生泄漏，從爆管處宏觀檢驗(yàn)表明，焊縫的焊接質(zhì)量較差，焊縫根部存在大量焊瘤，泄漏點(diǎn)大多分布在焊縫熔合線及熱影響區(qū)內(nèi)，金相檢驗(yàn)結(jié)果表明，管束的金相組織是正常的，焊縫、熔合線、熱影響區(qū)的金相組織為粗大魏氏組織+鐵素體，組織極為粗大，是不正常組織。經(jīng)以上分析可知，爆管是由于管材焊縫的焊接質(zhì)量極差，在焊縫熔合區(qū)內(nèi)存在

4、粗大魏氏組織、大量非金屬夾雜等缺陷而造成的。 1.2 受熱面超溫造成過熱器管爆管 金屬超過其額定溫度運(yùn)行時，有短期超溫柔長期超溫兩種狀況，因此造成受熱面過熱爆管有短期過熱和長期過熱兩類現(xiàn)象，受熱面過熱后，管材金屬超過允許使用的極限溫度，內(nèi)部組織發(fā)生變化，降低了許用應(yīng)力，管子在內(nèi)應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，最終導(dǎo)致超溫爆管。 1.2.1 受熱面短期過熱 鍋爐受熱面內(nèi)部工質(zhì)短時間內(nèi)換熱狀況嚴(yán)峻惡化時，壁溫急劇上升，使鋼材強(qiáng)度大幅度下降，會在短時間內(nèi)造成金屬過熱引起爆管。導(dǎo)致短期過熱的緣由有：管內(nèi)汽水流量嚴(yán)峻安排不均；爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過高；管子內(nèi)部嚴(yán)峻結(jié)垢；異物嚴(yán)峻堵塞管子；錯用鋼材等。 1.2.2 受熱

5、面長期過熱 鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動力偏差或積垢、堵塞、錯用鋼材等緣由，管內(nèi)工質(zhì)換熱較差，金屬長期處于幅度不很大的超溫狀態(tài)下運(yùn)行，管子金屬在應(yīng)力作用下發(fā)生蠕變（管子脹粗），直到裂開。長期過熱主要發(fā)生在高溫過熱器的外圈向火面，低溫過熱器也可能發(fā)生。例如：2021年，我廠3號鍋爐大修時，鍋爐檢驗(yàn)中心對鍋爐受熱面進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，對高溫過熱器管做金相分析，發(fā)覺其組織為鐵素體+碳化物，珠光體已球化，球化程度為34級，碳化物成小球狀分布于鐵素體的晶粒邊界上，抗拉強(qiáng)度已明顯降低，建議更換高溫過熱器管。分析緣由主要是由于這幾年全廠蒸汽負(fù)荷較低，3號爐長期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，過熱器管內(nèi)蒸汽流速較低，傳熱效果

6、差，管壁長期處于超溫狀態(tài)，從而導(dǎo)致過熱器管長期過熱使內(nèi)部組織發(fā)生變化。 1.3 造成過熱器管超溫的緣由及應(yīng)實(shí)行的措施 在設(shè)計(jì)上，假如存在鍋爐爐膛高度偏低，火焰中心偏后、水動力工況差、蒸汽流量偏低和受熱面結(jié)構(gòu)不合理等因素都會造成過熱器普遍超溫或存在較大的熱偏差局部超溫；在制造、安裝和檢修中假如消失管內(nèi)異物堵塞、屏過聯(lián)箱隔板倒等缺陷，會造成工質(zhì)流淌不暢，引起受熱面超溫；運(yùn)行中假如消失燃燒掌握不當(dāng)、火焰上移、火焰偏斜、爐膛出口煙溫高風(fēng)量不足、燃燒不完全引起煙道二次燃燒、蒸汽流量不足、減溫水投停不當(dāng)、高壓加熱器投入率低等狀況，也會造成過熱器管超溫；另外給水品質(zhì)不良，引起管內(nèi)結(jié)垢積鹽，影響傳熱，也會造成過熱器管在運(yùn)行中超溫。 為了預(yù)防過熱器管超溫，在運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程規(guī)定操作，鍋爐啟停時應(yīng)嚴(yán)格按啟停曲線進(jìn)行，掌握鍋爐參數(shù)和過熱器管壁溫度在允許范圍內(nèi)；嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐蒸汽參數(shù)、蒸發(fā)量及水位等主要指標(biāo)，防止超溫超壓、滿水、缺水事故發(fā)生；做好鍋爐燃