熱電站鍋爐水冷壁爆管原因分析

張寶紅

(洛陽(yáng)欣隆工程檢測(cè)有限公司，河南洛陽(yáng) 471012)

熱電站鍋爐水冷壁爆管原因分析

張寶紅

(洛陽(yáng)欣隆工程檢測(cè)有限公司，河南洛陽(yáng) 471012)

我廠電站兩臺(tái)高壓燃煤鍋爐2009年發(fā)生多起水冷壁爆管事故，采用化學(xué)分析、測(cè)厚等方法對(duì)失效水冷壁進(jìn)行分析，結(jié)果表明:水冷壁爆裂主要原因是管壁內(nèi)側(cè)水垢阻礙熱傳導(dǎo)所致

燃煤鍋爐;水冷壁;水垢;失效分析

2009年洛陽(yáng)隆惠石化工程公司熱電站兩臺(tái)高壓燃煤鍋爐因水冷壁爆管泄漏導(dǎo)致停爐9次，因省煤器泄漏導(dǎo)致停爐5次，爆管后，電站要求對(duì)部分爐管測(cè)厚檢查并對(duì)材質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，爐管材質(zhì)為20G，規(guī)格:Φ61×5。

1 管壁檢測(cè)

首先對(duì)爆管處及附近管壁定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)厚檢查，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 壁厚檢測(cè)結(jié)果 mm

通過(guò)測(cè)厚檢查發(fā)現(xiàn)壁厚變化不是很大，排除了因爐管厚度減薄引起爆管的可能性。

2 化學(xué)成分分析

對(duì)爐管取樣進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果表明，其成分符合高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管20G的標(biāo)準(zhǔn)要求，見(jiàn)表2。

表2 化學(xué)成分分析

3 解剖分析

對(duì)爆管段水冷壁管縱向剖切后發(fā)現(xiàn)，水冷壁管內(nèi)附著有一層水垢，水垢厚度大約0.5mm，水質(zhì)問(wèn)題造成管內(nèi)壁結(jié)垢阻礙了正常的傳熱，由于熱量不能及時(shí)被帶走，在爐膛高溫作用下管子局部過(guò)熱，超過(guò)許用溫度后屈服強(qiáng)度降低，在內(nèi)部介質(zhì)高壓作用下發(fā)生塑性變形而鼓包、進(jìn)而裂口泄漏，另外從2009年11月以后停爐檢修時(shí)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)部分水冷壁管內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的垢下腐蝕現(xiàn)象，最深處減薄到2～3mm以上，也是造成鍋爐連續(xù)爆管的主要原因。

4 分析與討論

爐管的化學(xué)成分符合GB5310－1995標(biāo)準(zhǔn)對(duì)20G鋼的要求，鋼中非金屬夾雜物含量不高，水冷壁管冶金質(zhì)量和鍋爐運(yùn)行情況符合設(shè)計(jì)要求。爐管爆裂表明失效水冷壁爐管在使用過(guò)程中溫度已超過(guò)了鋼的Ac3溫度(20G鋼的Ac3溫度為855℃)，這是因?yàn)橄蚧饌?cè)水冷壁爐管內(nèi)存在水垢，導(dǎo)致?tīng)t管傳熱受阻形成局部過(guò)熱，使該部位溫度迅速上升至Ac3相變溫度以上，這必然引起該區(qū)域爐管的耐熱強(qiáng)度下降，并在工作壓力下發(fā)生塑性變形形成鼓包，當(dāng)鼓包膨脹減薄到一定程度，鼓包爆裂，爆裂瞬間，水冷壁管內(nèi)蒸汽將快速穿過(guò)爆口，使爆口附近管壁迅速冷卻到中溫轉(zhuǎn)變溫度區(qū)發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，而組織的相變進(jìn)一步惡化爐管的力學(xué)性能，促使?fàn)t管破裂。

5 結(jié)論

通過(guò)以上分析可知，加強(qiáng)爐水質(zhì)量控制，提高水質(zhì)合格率，是避免水冷壁爆管的重要因素，還需要對(duì)鍋爐本體水冷壁進(jìn)行專業(yè)清洗，以延長(zhǎng)其使用壽命，加強(qiáng)日常的維護(hù)與保養(yǎng)，使其能夠長(zhǎng)周期運(yùn)行。

TQ050.7

B

1003－3467(2010)12－0054－01

2010－04－28