江蘇省電廠鍋爐可靠性分析報(bào)告

2023年江蘇省并網(wǎng)電廠鍋爐技術(shù)監(jiān)視工作會(huì)議資料匯編第第35頁(yè)共144頁(yè)2023年江蘇并網(wǎng)電廠鍋爐專(zhuān)業(yè)設(shè)備牢靠性分析09年隨著燃煤市場(chǎng)的好轉(zhuǎn)和電廠對(duì)鍋爐技術(shù)監(jiān)視的重視，江蘇電廠鍋爐運(yùn)行安全形勢(shì)有較大改善。大局部電廠為增加發(fā)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，加強(qiáng)了燃料選購(gòu)與治理，加強(qiáng)了鍋爐燃煤的混配摻燒工作，增加了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性；局部電廠為適應(yīng)燃煤變化對(duì)設(shè)備進(jìn)展了重大改造；還有局部電廠為節(jié)約廠用電和降低鍋爐排放，對(duì)鍋爐輔機(jī)設(shè)備和燃燒系統(tǒng)進(jìn)展了改造；局部電廠對(duì)鍋爐爆露出的重大缺陷進(jìn)展了改造 都明顯地改進(jìn)了鍋爐設(shè)備的牢靠性。然而在夏天與冬天電網(wǎng)負(fù)荷頂峰期間，電網(wǎng)負(fù)荷大，機(jī)燃煤供給型式消滅緊急狀況，鍋爐設(shè)備故障率又呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。一、江蘇省電廠鍋爐設(shè)備概況江蘇省在技術(shù)監(jiān)視范圍內(nèi)的機(jī)組計(jì)有：135MW超高壓機(jī)組27臺(tái)；220MW超高壓3300MW亞臨界機(jī)組52600MW亞臨界機(jī)組2300MW超臨界直流2600MW超臨界直流機(jī)組21臺(tái)；600MW超超臨界直流機(jī)組3臺(tái)；1000MW超超臨界直流機(jī)組3390MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組8180MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組2臺(tái)；核電機(jī)組臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量45467.5MW135MW220MW機(jī)組除供熱機(jī)組外，都面臨關(guān)停和替代的問(wèn)題，電廠對(duì)這批機(jī)組重視相對(duì)不夠，檢修〔超〕臨界鍋爐的頭一批次產(chǎn)品，在構(gòu)造和運(yùn)行閱歷上存在較多問(wèn)題，發(fā)生四管泄漏次數(shù)較多。二、鍋爐設(shè)備牢靠性概況20231231日江蘇電網(wǎng)技術(shù)監(jiān)視范圍內(nèi)的機(jī)組發(fā)生特別停事機(jī)故152次，機(jī)組特別停機(jī)率為1.22次/臺(tái)；其中鍋爐事故緣由62〔見(jiàn)表一鍋爐緣由導(dǎo)致特別停機(jī)率 0.50次/臺(tái)，與鍋爐有關(guān)的事故緣由占機(jī)組異停緣由的40.79%。與2023年度鍋爐事故造成機(jī)組非停 140次比較，鍋爐緣由事故次數(shù)降低到去年的一半以下，占機(jī)組異停事故的比例也有明顯的降低，機(jī)組非停中的鍋爐緣由由56.9%降低到40.8%。全省電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行安全性形勢(shì)有所改善，鍋爐設(shè)備牢靠性明顯上升。1，全省火電機(jī)組鍋爐緣由非停事故統(tǒng)計(jì)表事故緣由事故次數(shù)占總事故比例占鍋爐事故比例占爆管事故比例機(jī)組非停次數(shù)152鍋爐事故6240.79100.00燃料74.6111.29四管爆漏4227.6367.74100.00過(guò)熱器2113.8233.8750.00高過(guò)127.8919.3528.57屏過(guò)63.959.6814.29分隔屏00.000.000.00低過(guò)10.661.612.38包覆21.323.234.76再熱器95.9214.5221.43高再42.636.459.52低再53.298.0611.90水冷壁106.5816.1323.81省煤器21.323.234.76爐外管00.000.000.00輔機(jī)53.298.06運(yùn)行85.2612.90在因鍋爐緣由的特別停機(jī)中四管爆漏仍舊比例偏高， 09年共發(fā)生四管爆漏42次，占鍋爐事故的67.74%〔見(jiàn)表1、圖1，因此加強(qiáng)防磨防爆，削減鍋爐四管爆漏仍是鍋爐技術(shù)監(jiān)視工作的重中之重。與 2023年度鍋爐四管爆漏73次比較，削減了31次，占56.9%67.7%09年鍋爐四管泄漏次數(shù)較08年下42.5%，四管爆漏事故占鍋爐異停的比例略有上升，但變化不明顯。鍋爐四管爆漏中過(guò)熱器泄漏2150%，是造成四管泄漏較多的主要緣由，其中僅高

省煤器爆管

鍋爐異停分布圖運(yùn)行 燃料

高過(guò)爆管溫過(guò)熱器就泄漏12次，而屏過(guò)也泄漏6次，是造成過(guò)熱器泄漏多的主要緣由。低過(guò)以及

水冷壁爆管屏過(guò)爆管低過(guò)爆管低再爆管包覆、疏放水管僅發(fā)生3次泄漏，主要緣由

高再爆管

包覆爆管在吹灰器吹損和焊接質(zhì)量。水冷壁泄漏 10

圖1、鍋爐事故分類(lèi)統(tǒng)計(jì)圖次，是四管爆漏較多的又一個(gè)主要緣由，其中 5次緣由在于超超臨界鍋爐的節(jié)流孔堵塞和其它異物堵塞，而吹灰器吹損 2次，水冷壁構(gòu)造緣由拉裂2次。其它由于燃煤緣由導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)特別停機(jī) ，遠(yuǎn)低于2023年度水平；包括燃煤引起的原煤倉(cāng)堵塞，煤質(zhì)太差引起的燃燒不穩(wěn)，爐膛壓力波動(dòng)過(guò)大，燃燒器火檢強(qiáng)度波動(dòng)過(guò)大，以及導(dǎo)致的水位不穩(wěn)定等。 運(yùn)行緣由造成的停機(jī)有8次，占鍋爐特別停機(jī)的12.9%；其中3次是爐膛掉大焦塊引起負(fù)壓波動(dòng)、火檢信號(hào)消逝以及汽包水位大幅度波動(dòng)，與燃煤也存在關(guān)系；其它為運(yùn)行操作失誤和調(diào)整不當(dāng)有關(guān)。輔機(jī)緣由引起的鍋爐異停有 5次，與2023年度比較存在明顯下12鍋爐特別停機(jī)時(shí)間分布圖12鍋爐特別停機(jī)時(shí)間分布圖108數(shù)次停異6420123456月份7891011四管爆漏122、鍋爐事故按月統(tǒng)計(jì)圖鍋爐特別停機(jī)次數(shù)的降低一方面是由于各電廠重視鍋爐技術(shù)監(jiān)視，加強(qiáng)了鍋爐檢修維護(hù)和運(yùn)行調(diào)整掌握，消退了鍋爐缺陷和安全隱患，削減了人為操作失誤和 當(dāng)?shù)囊蛩?；也與整個(gè)燃煤市場(chǎng)供給改善有很大的關(guān)系。三、鍋爐牢靠性分析1、鍋爐事故的時(shí)間特性從2023年鍋爐特別停機(jī)分布看。江蘇省電廠鍋爐特別停機(jī)呈現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)間特性〔見(jiàn)圖2，僅限于統(tǒng)計(jì)次數(shù)，不包括伴隨消滅的鍋爐事故，也不包括未報(bào)特別停機(jī)的事故消缺〕。從2023 份鍋爐緣由導(dǎo)致的機(jī)組非停分析，除1月份外在夏季頂峰的6、7、8月，與冬季頂峰的 2、11、12月鍋爐特別停機(jī)較多；其余月份鍋爐特別停機(jī)較少，鍋爐設(shè)備牢靠性隨機(jī)組負(fù)荷率上升而下降。鍋爐牢靠性隨時(shí)間變化的特性明顯。從鍋爐異停與四管爆漏的差異看，11 月與12月相差較大，正好與煤炭市場(chǎng)供給緊急狀況是吻合的，說(shuō)明燃煤市場(chǎng)對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的巨大影響。2、鍋爐事故的類(lèi)型特性按機(jī)組的蒸汽參數(shù)與負(fù)荷，將江蘇省技術(shù)監(jiān)視范圍內(nèi)機(jī)組分類(lèi)為，超高壓參數(shù)的135MW機(jī)組，超高壓參數(shù)的220MW機(jī)組，亞臨界參數(shù)的300MW機(jī)組，亞臨界參數(shù)的600MW機(jī)組，蒸汽溫度在540℃左右；超臨界參數(shù)的300MW機(jī)組，超臨界參數(shù)的600MW機(jī)組，蒸汽溫度在570℃左右；超超臨界參數(shù)的600MW與1000 MW機(jī)組，蒸汽溫度在600℃左右；還有聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱鍋爐。各類(lèi)機(jī)組發(fā)生因鍋爐事故的異停次數(shù)與比例見(jiàn)表2。2、各類(lèi)型機(jī)組鍋爐事故統(tǒng)計(jì)表鍋爐分類(lèi)機(jī)組臺(tái)數(shù)裝機(jī)容量異停次數(shù)四管爆漏次數(shù)單位鍋爐異停次數(shù)單位臺(tái)次四管爆漏次數(shù)1000MW33000321.000.67600MW31860331.001.00600MW211203024201.140.95600MW21260221.001.00300MW2680000.000.00300MW521679025120.480.23220MW3660100.330.00135MW273707.5430.150.11余熱鍋爐103480000.000.00次數(shù)統(tǒng)計(jì)看：135MW機(jī)組發(fā)生四管泄漏3次，0.11次/臺(tái)；300MW12次，0.23次/臺(tái)；超臨界300MW機(jī)組發(fā)生0600MW機(jī)組發(fā)生四管泄漏21次/臺(tái)；超臨界

2520數(shù) 15次停異 1050界界界臨臨

不同類(lèi)型鍋爐特別停機(jī)分布界界超 超 臨 超 臨0亞 超超超亞 臨 界臨0亞

0 01 6 6 60

超 壓 鍋管停0 0 超 高 爐 四爐管停次/600MW機(jī)組發(fā)生四31.00次/1000MW

3

20 超 鍋 爆異熱135 余 漏熱機(jī)組發(fā)生四管泄漏2次，0.67次/臺(tái)；

圖3、鍋爐事故按機(jī)組類(lèi)型統(tǒng)計(jì)圖600MW1000MW機(jī)組，發(fā)生四管泄漏的幾率較大。同時(shí)機(jī)組發(fā)生四管泄漏次數(shù)也較多。從不同類(lèi)型的機(jī)組鍋爐特別停機(jī)次數(shù)統(tǒng)計(jì)分析看：135MW機(jī)組發(fā)生特別停爐4次，0.15次/臺(tái)；220MW機(jī)組發(fā)生特別停爐1次，0.33次/臺(tái)；亞臨界300MW機(jī)組發(fā)生特別停爐25次，0.48600MW2次，1.00次/臺(tái)；超臨界600MW機(jī)組發(fā)生特別停爐24次，1.14次/臺(tái)；超超臨界600MW機(jī)組發(fā)生特別3次，1.00次/1000MW3次，1.00次/600MW1000MW機(jī)組發(fā)生因鍋爐事故異停的幾率較大。超〕臨界鍋爐參數(shù)較高，應(yīng)用了較多的材料有關(guān)；也與這些直流鍋爐屬于國(guó)產(chǎn)第一代裝與焊接工藝不當(dāng)；存在簡(jiǎn)潔導(dǎo)致應(yīng)力集中的構(gòu)造等。從電廠分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析，個(gè)別電廠的超臨界鍋爐特別停機(jī)較多，4臺(tái)機(jī)組共發(fā)生鍋爐特別停機(jī)16次，全部是四管泄漏。位處蘇北的電廠鍋爐受燃料影響較大，大局部鍋爐燃燒不穩(wěn)的特別停爐都發(fā)生在蘇北電廠。四、鍋爐設(shè)備不行靠因素分析備固有缺陷的暴露，又有運(yùn)行操作和維護(hù)檢修問(wèn)題，同時(shí)還受燃煤供給的影響。具體有如下因素。屬于鍋爐設(shè)備固有缺陷的有：鍋爐高溫受熱面內(nèi)壁氧化皮大面積脫落。主要在超臨界以上參數(shù)機(jī)組上發(fā)生，但局部20238次以上〔有的疑似，有的未列入停機(jī)統(tǒng)計(jì)2堵塞爆管。發(fā)生高溫受熱面內(nèi)壁氧化皮大面積脫落的主要緣由有，受熱面選擇材料時(shí)安全裕度過(guò)低，內(nèi)壁氧化皮生成速率過(guò)快；制造廠給出的壁溫報(bào)警掌握值未充分考慮材料的抗蒸汽氧化性能；鍋爐運(yùn)行中存在壁溫分布偏差大，個(gè)別區(qū)域換熱管壁溫超限；鍋爐啟停過(guò)程中掌握不當(dāng)，汽溫與壁溫變化速率過(guò)快；在蒸汽流量很低時(shí)投減溫水掌握汽溫，引起汽溫瞬間大幅度波動(dòng)等。而上鍋廠生產(chǎn)的超臨界第一代鍋爐由于選用材料與布置關(guān)系，發(fā)生末級(jí)過(guò)熱器氧化皮大面積脫落堵塞爆管的次數(shù)較多。異種鋼接頭開(kāi)裂。主要發(fā)生在哈鍋廠生產(chǎn)的超臨界鍋爐，存在于屏過(guò)、高過(guò)與高再，5次以上。引起異種鋼接頭開(kāi)裂的緣由在于其50mm以?xún)?nèi)。受熱面在爐內(nèi)晃動(dòng)或啟停過(guò)程中膨脹變形時(shí)在換熱管根部產(chǎn)生的應(yīng)變最大，既在頂棚根部產(chǎn)生的應(yīng)變最大；由于異種鋼焊縫相對(duì)較硬，剛度大變形力量差，會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，承受較大的附加應(yīng)力和附加交變應(yīng)力；而異種鋼焊縫強(qiáng)度低，在應(yīng)力較大或交變應(yīng)力存在時(shí)簡(jiǎn)潔產(chǎn)生裂紋；裂紋產(chǎn)生后進(jìn)展也快，在較短的運(yùn)行時(shí)間就產(chǎn)生開(kāi)裂。T23鋼接頭開(kāi)裂。主要發(fā)生在上鍋產(chǎn)超臨界鍋爐，2023T23鋼接頭開(kāi)裂導(dǎo)3T23鋼接頭大范圍割掉重焊，一次T23短管，管屏在現(xiàn)T23鋼在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間較短，沒(méi)有使用閱歷而盲目信任日本的宣傳，對(duì)焊接工藝不留意〔此點(diǎn)在塔式爐水冷壁的焊接中更普遍T(mén)23短管接頭焊縫開(kāi)裂的現(xiàn)象很普遍。節(jié)流孔堵塞。在哈鍋、東鍋產(chǎn)超〔超〕臨界鍋爐中設(shè)計(jì)有大量節(jié)流孔來(lái)平衡各受熱面09年因水冷壁和屏過(guò)節(jié)流孔堵塞緣由導(dǎo)致特別停機(jī)6次。節(jié)流孔由于孔徑小，簡(jiǎn)潔被較小的異物堵塞；且超超臨界鍋爐水冷壁節(jié)流孔簡(jiǎn)潔氧化鐵沉積，產(chǎn)生結(jié)垢堵塞。2次。熱再蒸汽管道承受P91材料，壁厚在25mm，而水壓試驗(yàn)堵閥承受ASTMA217WC〔2.25Cr-1Mo鋼，壁厚為72.5mm。由于堵閥材料較蒸汽管道低一等級(jí)，全部閥體壁厚與管道相差很大，管道加厚后與閥體連接，但焊在連接焊縫堆滿的一臺(tái)鍋爐的堵閥本體覺(jué)察很多條裂紋，且裂紋深度較深，電廠目前將閥體裂紋打磨消退后監(jiān)視運(yùn)行，是鍋爐安全的重大隱患。水平煙道堵灰嚴(yán)峻。局部鍋爐水平煙道承受稍向上傾斜的方式布置，一般上傾然下滑又無(wú)法被煙氣攜帶到尾部煙道；加上折焰角與水平煙道交接處布置有懸吊管和管排較500mm1000mm。屬于燃料影響的有穩(wěn)?，F(xiàn)象有爐膛壓力波動(dòng)大，燃燒器火檢強(qiáng)度波動(dòng)大，以及水位不穩(wěn)定等，09年因燃料緣由7次；3次煤質(zhì)差，燃燒不穩(wěn)；3次發(fā)生原煤倉(cāng)堵塞，引發(fā)燃燒不穩(wěn)。力，實(shí)行了摻燒劣質(zhì)煤的措施，帶來(lái)了一些不適合鍋爐燃燒的煤種進(jìn)入電廠，如泥煤等造成原煤倉(cāng)和上煤系統(tǒng)堵塞。原煤倉(cāng)堵塞對(duì)配直吹式制粉系統(tǒng)得鍋爐影響很大，導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)，蒸汽參數(shù)大幅度波動(dòng)等現(xiàn)象。屬于運(yùn)行和維護(hù)檢修的有：運(yùn)行操作與調(diào)整不當(dāng)。0983次為操作失誤，5次為調(diào)整不當(dāng)。這與近年來(lái)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)進(jìn)展過(guò)快，人員培訓(xùn)缺乏有關(guān)；也與機(jī)組自動(dòng)調(diào)整較多，運(yùn)行人員尋常調(diào)整較少，事故狀態(tài)時(shí)往往顯得閱歷缺乏有關(guān)；也3次是鍋爐掉大塊焦渣導(dǎo)致的負(fù)壓波動(dòng)、全爐膛滅火以及汽包水位波動(dòng)，既與燃煤因素有關(guān)，也和運(yùn)行人員巡檢和調(diào)整工作有關(guān)系。還有運(yùn)行巡檢不到位，如吹灰時(shí)檢查不到位，沒(méi)有準(zhǔn)時(shí)覺(jué)察吹灰器未退到位，吹灰閥門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，大面積吹損四周的受熱面。位既有受熱面檢修也有輔機(jī)檢修問(wèn)題。近年裝發(fā)電機(jī)組多、電廠多，幾乎全部電廠都沒(méi)有自己的檢修隊(duì)伍，造成電廠檢修力氣薄弱；加之局部電廠檢修制度不健全，設(shè)備點(diǎn)檢人員閱歷缺乏；特別在事故搶修中存在檢修制度執(zhí)行不力，違章檢修、過(guò)度檢修以及檢修缺乏的狀況，在檢修中產(chǎn)生的事故，帶來(lái)事故隱患；也有機(jī)組負(fù)荷緊急，設(shè)備存在缺陷無(wú)法準(zhǔn)時(shí)修理，帶來(lái)鍋爐特別停機(jī)事故。其它緣由有：吹灰器吹損。近幾年鍋爐被吹灰器吹損導(dǎo)致的特別停機(jī)和四管泄漏較多，主要部位巡檢制度不健全。也存在關(guān)系。5次，主要有風(fēng)機(jī)調(diào)整機(jī)構(gòu)故障，如動(dòng)葉調(diào)整軸流風(fēng)機(jī)的動(dòng)調(diào)頭屢次發(fā)生故障；風(fēng)機(jī)失速；撈渣機(jī)卡澀以及磨煤機(jī)振動(dòng)和異物卡澀；空預(yù)器卡死和電機(jī)跳閘；帶來(lái)鍋爐運(yùn)行隱患的有空預(yù)器嚴(yán)峻積灰，以及脫硫系統(tǒng)GGH的石膏板結(jié)。四、提高鍋爐設(shè)備牢靠性的技術(shù)措施爐的設(shè)備牢靠性。防止氧化皮快速生成和大面積剝落的技術(shù)措施。如在運(yùn)行中加強(qiáng)監(jiān)控，防止汽溫超溫；優(yōu)化燃燒調(diào)整，削減爐膛出口煙溫偏差，降低受熱面壁溫偏差；在啟動(dòng)中掌握蒸汽壓力、溫度與流量的匹配，防止消滅溫度變化過(guò)快；在停爐中掌握蒸汽溫度下降速率，優(yōu)化煤水比掌握，滑參數(shù)過(guò)程留意壁溫變化，防止消滅壁溫大幅度波動(dòng)；特別是在低負(fù)荷蒸汽流量低時(shí)應(yīng)掌握使用減溫水，防止投減溫水時(shí)發(fā)生溫度大幅度波動(dòng)；在內(nèi)壁氧化皮脫落較普遍的鍋爐啟動(dòng)時(shí)可以在中間負(fù)荷實(shí)行瞬時(shí)變負(fù)荷沖洗等措施。針對(duì)布置在緊靠頂棚管的異種鋼接頭焊縫開(kāi)裂問(wèn)題， 最根本的措施是將異種鋼接頭移至頂棚以上，防止受熱面管屏的膨脹、晃動(dòng)、振動(dòng)等附加應(yīng)力在焊縫處集中 其它可以實(shí)行加固管排管卡和定位，削減受熱面管屏運(yùn)動(dòng)。對(duì)末過(guò)進(jìn)口集箱T23 短管的連接焊縫開(kāi)裂問(wèn)題，對(duì)存在裂紋的短管把焊縫割開(kāi)后重焊接，焊接時(shí)留意不要實(shí)行強(qiáng)制對(duì)口措施，焊接中依據(jù) T23焊接的最工藝執(zhí)行，留意焊前加熱和焊后熱處理工藝掌握。積存異物的處所；應(yīng)留意檢修工藝掌握，防止不正確的割管和焊接工藝導(dǎo)致在管內(nèi)摻燒異物。將坡口全部填滿；對(duì)本體產(chǎn)生裂紋的堵閥可以更換與管材同等級(jí)的堵閥，推舉直接承受一樣規(guī)格管道取代。將積灰揚(yáng)起被煙氣帶走。對(duì)燃煤緣由引起的原煤倉(cāng)堵塞和鍋爐燃燒不穩(wěn)，一方面加強(qiáng)燃煤治理，依據(jù)市預(yù)案，編寫(xiě)煤種轉(zhuǎn)變后的鍋爐的調(diào)整措施。易結(jié)焦的煤種應(yīng)承受摻配不易結(jié)焦的煤種，減輕鍋爐結(jié)焦嚴(yán)峻程度；三是加強(qiáng)燃燒調(diào)整，防止?fàn)t膛內(nèi)復(fù)原性氣氛和一次風(fēng)射流飛邊刷墻的現(xiàn)象；四是依據(jù)鍋爐結(jié)焦?fàn)顩r加強(qiáng)水冷壁和屏區(qū)吹灰，準(zhǔn)時(shí)去除結(jié)焦；五是運(yùn)行人員加強(qiáng)看火，準(zhǔn)時(shí)覺(jué)察爐膛和屏區(qū)存在的結(jié)大塊焦的現(xiàn)象，實(shí)行吹灰和其它措施準(zhǔn)時(shí)消退；對(duì)易結(jié)焦的鍋爐應(yīng)進(jìn)展設(shè)備改造，消退設(shè)備引起的嚴(yán)峻結(jié)焦?fàn)顩r。距離橫向吹換熱管；在正對(duì)吹灰蒸汽的受熱面加裝防磨瓦，防止吹損換熱管；依據(jù)結(jié)焦和積灰狀況，優(yōu)化吹灰器運(yùn)行；依據(jù)吹灰器安裝位置優(yōu)化吹灰蒸汽壓力，適當(dāng)降低吹灰射流的動(dòng)量；加強(qiáng)吹灰系統(tǒng)疏水，防止吹灰時(shí)產(chǎn)生蒸汽帶水現(xiàn)象；加強(qiáng)吹灰過(guò)程的巡察檢查，防止消滅吹灰器長(zhǎng)期吹局部受熱面的現(xiàn)象；對(duì)易發(fā)生吹損的部位