鍋爐受熱面在防磨防爆檢查過程中不可忽視的幾個問題

1、 鍋爐受熱面在防磨防爆檢查過程中不可忽視的幾個問題某青銅峽市大壩發(fā)電廠（751607） 方建文2002年2月6日摘要主要以大壩電廠四臺鍋爐近幾年來發(fā)生的幾起典型的爆管泄露事例，介紹了大機(jī)組鍋爐受熱面管在防磨防爆的檢查過程中不可忽視的幾個問題，并就其原因進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞受熱面管 幾個問題磨損預(yù)防措施 1概述 在火力發(fā)電機(jī)組強(qiáng)迫停機(jī)事故中，因鍋爐事故造成機(jī)組停運(yùn)約占40%，在鍋爐事故中，各類受熱面管造成的事故占了70%。這表明，受熱面管的破壞是火力發(fā)電機(jī)組強(qiáng)迫停機(jī)事故的重要原因。做好鍋爐受熱面管防磨防爆檢查是減少鍋爐受熱面管子的破壞的保證。同時也可以避免不必要的提前換管，對電廠鍋爐運(yùn)行的安全性，

2、經(jīng)濟(jì)性有重大的實(shí)用價值。鍋爐受熱面管是電廠承受高溫，高壓的重要部件，應(yīng)做好鍋爐受熱面管的原始質(zhì)量，焊口質(zhì)量，防磨防爆檢查。筆者根據(jù)近幾年來參加的鍋爐受熱面管防磨防爆檢查工作體會，總結(jié)了下列幾起典型事例，并提出了減少受熱面管子的破壞的幾項(xiàng)保證措施。盡供有關(guān)管理工程技術(shù)人員參考和討論。2從幾起點(diǎn)型事例，來說明鍋爐受熱面管防磨防爆檢查過程中不可忽視的幾個問題2.1焊縫引起的管子爆破泄露1993.11.14，發(fā)現(xiàn)1#鍋爐一級過熱器嚴(yán)重泄漏，經(jīng)停爐檢查為從爐南側(cè)向北側(cè)數(shù)第1根管圈之間的連接管爆破，該管子材質(zhì)20g，規(guī)格為 51×8mm，累積運(yùn)行為10016小時。從檢查測量結(jié)果看，須更換附近管子

3、5根。因高溫高壓蒸汽對沖造成南側(cè)包墻過熱器管爆破2根，沖刷減薄4根，該管子材質(zhì)15CrMo，規(guī)格為 42×6mm。根據(jù)分析，金相組織正常，宏觀檢查發(fā)現(xiàn)有一破口在焊縫熔合線上，此處為破口起源點(diǎn)。1998.7.18，1#鍋爐大修完畢后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高溫再熱器出口聯(lián)箱下部從南側(cè)向北側(cè)數(shù)第2排第4根管嚴(yán)重泄漏，該管子材質(zhì)SA213-TP304，規(guī)格為 60×5mm，從檢查結(jié)果看，管子與膨脹套管點(diǎn)焊形成的弧坑泄露。2.2由管子外表面發(fā)現(xiàn)的問題1995.09，1#爐大修在檢查鍋爐受熱面時，發(fā)現(xiàn)1#爐高溫再熱管大部分管子向火面外壁均有一層較厚的氧化層，外表呈灰白色，內(nèi)里呈鐵紅色，

4、垢層厚度為2，0-4，0mm較堅(jiān)硬，用工具可以剝落，內(nèi)部呈藍(lán)黑色，垢層不明顯。經(jīng)某熱工研究院分析高溫再熱器管大部分出口管子向火面外壁均存在著組織性能劣化。主要原因是由于高溫再熱器管的工作條件惡劣，鍋爐在設(shè)計(jì)上選材余量不足，鋼材等級偏低造成長期超溫過熱而引起管壁內(nèi)外的高溫氧化腐蝕，使管材的組織嚴(yán)重球化，內(nèi)外壁脫碳，機(jī)械性能降低。2.3防磨護(hù)瓦設(shè)置不當(dāng)，在管子上形成渦流將管子表面磨損1998.5.25。2#鍋爐再熱器過渡段檢查；規(guī)格；60*5 ；材質(zhì)；12Cr1Mo V 測量結(jié)果如表一所示；表一；2#鍋爐再熱器過渡段檢查測厚記錄編號過渡段后每排第一根管背火側(cè)加護(hù)瓦處（護(hù)瓦長400-500 mm）測

5、量單位.mm 測量間距.100mm。 管子 2、3 護(hù)瓦 1 編號過渡段后每排第一根管背火側(cè)加護(hù)瓦處（護(hù)瓦長400-500 mm）測量單位.mm 測量間距.100mm。 管子 2、3 護(hù)瓦 1 1（護(hù)瓦下部）2（護(hù)瓦上部）3（護(hù)瓦上部）1（護(hù)瓦下部）2（護(hù)瓦上部）3（護(hù)瓦上部）23.73305.094.324.5643.974.04.30343.974.694.6753.853.253.80353.833.463.4073.743.623.71364.784.784.7885.025.11373.523.56114.584.78394.584.56123.493.364.88403.624.5

6、45.08133.573.543.77423.803.57143.843.703.58434.214.56153.543.453.65444.863.87163.66463.65454.594.28173.813.753.58463.603.78183.753.803.08473.683.603.98195.025.0483.453.433.59204.083.413.43493.804.07213.833.603.89504.303.20223.703.803.80514.085.103.99233.803.903.90524.093.95243143.423.56534.434.514.6

7、2254.744.744.74543.733.823.60264.054.093.43554.674.06273.673.603.67563.903.903.98284.614.674.56584.064.41293.624.514.74593.753.754.16從表一檢查的結(jié)果來看，磨損部位，正好在加護(hù)瓦的兩端頭；分析原因，防磨護(hù)瓦設(shè)置不當(dāng)，加的護(hù)瓦兩端頭不夠長，沒有使護(hù)瓦與管子表面很好的接觸；使煙氣顆粒在護(hù)瓦兩端頭形成繞流，而灰粒側(cè)因慣性直接與管子表面相撞，鍋爐飛灰中常有堅(jiān)硬而形狀不規(guī)則的大顆粒(大于50m)，隨煙氣高速沖刷和撞擊受熱面管子表面?；伊_擊管壁時，可分解成切削力和撞擊力。高

8、速灰粒撞擊管壁時，消耗動能，使金屬顯微?？朔肿娱g結(jié)合力而與母體分離產(chǎn)生磨損；切削力對管壁的切削是灰粒磨損管壁的主要因素。當(dāng)沖擊角為30°50°時，由于切削力和撞擊力的雙重作用最大，因此磨損最嚴(yán)重，使管壁減薄。2.4蒸汽吹灰器沒有按規(guī)定正確退出，在爐內(nèi)停留時間過長2001年12月14日.#3爐后側(cè)水冷壁折焰角下部拐點(diǎn)彎頭從南側(cè)向北側(cè)數(shù)第10根泄露，第8、9、11、12、13有不同程度的吹損，其中第12、13根彎頭各增加1個。彎頭上部直管段均為540mm左右，第8、9、10、11彎頭下部直管段為640mm左右，第12根彎頭下部直管段為726mm，第13根彎頭下部直管段為142

9、0mm，第14根在#32吹灰器槍孔處吹薄管段。原因是第#32吹灰器槍沒有按規(guī)定正確退出，在爐內(nèi)停留時間過長,將管子吹損泄露。如圖1所示圖1 .#3爐后側(cè)水冷壁折焰角下部拐點(diǎn)彎頭從南側(cè)向北側(cè)數(shù)第10根泄露2.6管卡脫落,使管子之間相對磨損2001年12月17日, #3爐水壓試驗(yàn)二級過入口管組漏泄搶修情況；更換二級過入口管組背火側(cè)橫向水平管排固定管，中間段L=1883mm，北側(cè)L=790mm 規(guī)格：51×8 ,材質(zhì)：12Cr1MoV入口管組從南向北從后向前豎直管段更換。第16排第2根L=580，第18排第2根L=552，,第22排第2根L=715，規(guī)格：51×8，材質(zhì)：12Cr

10、1MoV.第2排彎頭因無管材鋼研102后進(jìn)行補(bǔ)焊?；謴?fù)高過入口管卡第2、16、17、18、22共5排?；謴?fù)屏過從南向北第3屏背火側(cè)管卡。原因分析：因二級過熱器管排在運(yùn)行中有振動和擺動現(xiàn)象，使沿爐寬布置橫穿于管屏彎管處的受熱面管長期發(fā)生相對磨擦管壁減薄漏泄。如圖2所示如圖2 #3爐二級過入口管組漏泄2001年10月31日8時30分，在#1爐小修后水壓試驗(yàn)升壓前，檢查發(fā)現(xiàn)甲側(cè)冷渣斗從爐膛上部向下漏水，經(jīng)檢修人員從47m進(jìn)入水平煙道初步檢查發(fā)現(xiàn)為屏式過熱器后屏從南向北第4屏漏泄。更換屏式過熱器后屏從南向北第4屏從后向前第1根彎頭（長度：570mm，規(guī)格：51×7，材質(zhì)：12Cr1MoV，熱

11、彎自制）爐寬布置的管排固定管（長度：515mm，規(guī)格：51×9，原安裝為15CrMo管，用12Cr1MoV管代替）管屏從后向前第2根進(jìn)行打磨補(bǔ)焊（規(guī)格：51×11，材質(zhì)：SA213T22）搶修工作于23時30分結(jié)束，11月1日0時30分#1爐點(diǎn)火。原因分析：因屏式過熱器管排在運(yùn)行中有振動和擺動現(xiàn)象，使沿爐寬布置橫穿于管屏彎管處的受熱面管長期發(fā)生相對磨擦管壁減薄漏泄。如圖3所示圖3 屏式過熱器后屏從南向北第4屏漏泄 2.6管子表面有裂紋#1爐一級過漏泄結(jié)果，事故經(jīng)過：6月6日早上8：00左右#1爐四管報(bào)警儀第8、15點(diǎn)發(fā)出報(bào)警，9：30左右，經(jīng)鍋爐分場領(lǐng)導(dǎo)及本體班職工到現(xiàn)場檢

12、查后認(rèn)為是一級過漏泄（此漏泄處應(yīng)為第19點(diǎn)），后經(jīng)熱工人員檢修，第19點(diǎn)同時發(fā)出報(bào)警，下午17點(diǎn)左右，本體班職工再次上去檢查后認(rèn)為有90%以上的把握為一級過漏泄，并匯報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。機(jī)組與晚上21：00左右停爐檢修。經(jīng)工作人員的加班加點(diǎn)工作，搶修于6月9日22：點(diǎn)結(jié)束，后機(jī)組轉(zhuǎn)入消缺。6月7日晚23：00經(jīng)本體班職工檢查發(fā)現(xiàn)低溫過熱器由北向南第39排東側(cè)由上向下第3管組的第一、第二管圈漏泄。原因分析：經(jīng)分析認(rèn)為第一管圈管子存在嚴(yán)重缺陷，經(jīng)多年運(yùn)行發(fā)生漏泄。第一管圈漏泄后將第二管圈刺傷，直到刺破。如圖4所示圖4 第一管圈管子2.7防護(hù)板脫落，使煙氣形成走廊2001年10月25日，在#1爐再熱器煙氣擋

13、板小修中檢查發(fā)現(xiàn)，標(biāo)高39m隔墻過熱器下聯(lián)箱兩側(cè)封頭與側(cè)包墻密封防護(hù)板未焊脫落，因煙氣長期沖刷致使兩側(cè)包墻管向爐后均有8根管管壁厚減薄，其中北側(cè)包墻管從隔墻數(shù)向后第4根管壁厚為2.4mm，（原管規(guī)格：42×5）此項(xiàng)檢查發(fā)現(xiàn)，消除了#1爐設(shè)備重大缺陷，為此廠部還給予了獎勵。2.8煙氣飛灰磨損根據(jù)受熱面實(shí)際運(yùn)行結(jié)果看，當(dāng)煙氣均勻地橫向沖刷管排時，第一排管子的磨損集中于與煙氣流動方向成30°40°夾角的兩個對稱點(diǎn)上；對錯列布置的管束而言，以后各排管子的磨損集中在25°30°夾角的對稱點(diǎn)上，而最大磨損發(fā)生在第二排管子上；對順列的管束而言，以后各排管子的

14、磨損集中在60°的對稱點(diǎn)上，其最大磨損發(fā)生在第五排及以后各排的管子上。飛灰對受熱面的磨損實(shí)際過程非常復(fù)雜，但主要是由于切削力和撞擊力的作用，而又以前者為主。飛灰磨損的主要影響因素是：飛灰濃度、灰粒的物理化學(xué)性質(zhì)、煙氣流速以及受熱面的布置與結(jié)構(gòu)特性，此外還與運(yùn)行工況有關(guān)。2.9鍋爐漏風(fēng)鍋爐負(fù)荷增加，煙氣流速也就增加，飛灰磨損就加快。煙道漏風(fēng)增加，也將使煙氣流速增高而加快磨損，如果漏風(fēng)系數(shù)增加10%。磨損速度將加快25%。運(yùn)行中燃燒不良，飛灰含碳量增加時，因焦碳粒硬度比灰粒硬度大而加快磨損。又如受熱面發(fā)生局部結(jié)渣堵灰現(xiàn)象，將使煙氣偏向一側(cè)，而加快這一側(cè)受熱面的磨損。3具體措施和防磨途徑事

15、實(shí)上受熱面的磨損是由設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修、運(yùn)行及煤種等多方面因素造成的結(jié)果，以下提出防止受熱面磨損的一些比較可行的具體措施和途徑：3.1為了防止受熱面管磨損，應(yīng)正確設(shè)置防磨裝置；在向火面管子上扣180度半圓護(hù)瓦，或在有蒸汽吹灰器部位的背火側(cè)管子加護(hù)瓦。護(hù)瓦應(yīng)緊帖管子外壁，護(hù)瓦長度應(yīng)足夠長。3.2避免形成局部煙氣走廊，大多數(shù)爆管是由于局部形成煙氣走廊所致。(局部煙速成倍高于平均煙速)。減少煙氣走廊的影響，對流受熱面管磨損主要是爐墻與管子周圍的一些間隙過大和安裝時橫向間距不均造成的。提高檢修質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和尺寸在允許的偏差X圍內(nèi)，避免形成煙氣走廊和阻塞，特別要保證防磨蓋板的安裝質(zhì)量。3.3燃

16、燒要相對穩(wěn)定，應(yīng)接近設(shè)計(jì)煤種，特別是改燒灰份多、水份大、熱值低、揮發(fā)份少的劣質(zhì)煤時，往往燃燒不良，煙速和灰份增加較多，造成受熱面更大磨損。3.4控制煤粉細(xì)度(R90)在經(jīng)濟(jì)X圍內(nèi)，煤粉太粗，燃燒不完全，使飛灰中未燃燼顆粒增加而加重磨損。對易磨損，沖刷的受熱面管，采用防磨涂料，如在幾次大修，在四臺爐部分受熱面管噴刷了防磨涂料。3.5加強(qiáng)焊接接頭質(zhì)量的檢查；按照電力建設(shè)施工驗(yàn)收技術(shù)規(guī)X（火力發(fā)電廠焊接篇）DL5007-92類焊接接頭的要求，進(jìn)行二次驗(yàn)收。3.6加強(qiáng)檢查，特別是有管卡子的地方，4幾點(diǎn)體會4.1 防止因爐管泄漏導(dǎo)致的惡性事故關(guān)鍵在于受熱面管的監(jiān)督檢查。4.2 受熱面管的安全對降低機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)有重要的作用，應(yīng)引起有關(guān)管理及技術(shù)部門的重視。4.3 這一工作需要長時間的堅(jiān)持，因此電廠的鍋爐檢修部門應(yīng)與監(jiān)督部門要有好的配合與支持。5結(jié)束語 幾其鍋爐爆管事故可以說明，在受熱面管防磨防爆的檢查過程中，不僅要高度重視受熱面管表面質(zhì)量檢驗(yàn)，而且也不能忽視管材及內(nèi)