600MW超臨界鍋爐防止氧化皮大量脫落的預(yù)防措施

陳業(yè)釗 詹海平

摘要：2016年5月4日22：23，某電廠發(fā)生了一起因鍋爐屏式過(guò)熱器爆管泄漏，機(jī)組被迫停運(yùn)的不安全事件。鍋爐檢修人員打開(kāi)人孔進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)屏式過(guò)熱器右數(shù)第2排后屏第3圈出口段管（外往內(nèi)數(shù)）發(fā)生爆漏。通過(guò)割管、金屬分析等手段檢查，認(rèn)為是氧化皮對(duì)管子進(jìn)行了阻塞，導(dǎo)致了蒸汽流量的降低，從而引起了管壁的超溫爆管。

關(guān)鍵詞：爆管泄漏；氧化皮；屏式過(guò)熱器；管壁超溫

1 前言

該電廠的鍋爐型號(hào)為DG1920/25.4-Ⅱ6型，是東方鍋爐廠生產(chǎn)的600MW超臨界參數(shù)變壓直流本生鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)、露天布置，前后墻對(duì)沖燃燒。

2 事故經(jīng)過(guò)

5月4日 14：00，機(jī)組負(fù)荷370MW，值班人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)凝汽器補(bǔ)水量偏大，值長(zhǎng)隨即組織值班員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查分析，查找補(bǔ)水量增大的原因。17：30值班員監(jiān)控CRT上發(fā)現(xiàn)四管泄漏監(jiān)測(cè)畫(huà)面第10點(diǎn)、15點(diǎn)顯示異常、報(bào)警，比較主汽流量與給水流量和兩側(cè)蒸汽沿程溫度偏差，發(fā)現(xiàn)有逐步增大的現(xiàn)象，鍋爐巡檢到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡查，在10層電梯附近聽(tīng)到鍋爐本體有異常聲音，值長(zhǎng)聯(lián)系爐修專業(yè)人員確認(rèn)是否為爐管泄漏。19：17爐修專業(yè)人員確認(rèn)是鍋爐屏過(guò)受熱面泄漏，值長(zhǎng)申請(qǐng)中調(diào)同意停機(jī)消缺。

3 原因分析

進(jìn)入鍋爐中檢查，發(fā)現(xiàn)屏式過(guò)熱器右數(shù)第2排后屏第3圈出口段管（外往內(nèi)數(shù)）發(fā)生爆漏，該圈管爆漏后向上變形、扭轉(zhuǎn)至距離頂棚約3m處，同時(shí)繞第1至20圈管出口段環(huán)成一圈，如圖1所示。造成第9圈管入口段，第1、2、4、18、19、20圈管出口段吹損。

爆管泄漏的位置位于出口段彎頭附近，爆裂的開(kāi)口較大，成魚(yú)嘴形狀，爆口邊緣顯得粗鈍，但管壁未見(jiàn)明顯的減薄，其附近存在少許平行于管子軸線的裂紋，這是明顯的過(guò)熱爆管特征，如圖2所示。檢查出口直管段割管處發(fā)現(xiàn)：管子內(nèi)壁存在氧化皮，較薄，厚度約0.3mm，同時(shí)已部分脫落，如圖3所示。入口直管段T91/TP347H異種鋼焊接接頭上方T91側(cè)40mm處（標(biāo)高約為58m）存在鼓包現(xiàn)象，管徑由45mm脹粗為59.2mm。

材質(zhì)分析：對(duì)發(fā)生爆漏的管圈作光譜半定量分析，結(jié)果如下：

檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求（屏式過(guò)熱器入口段材質(zhì)要求為T91，出口段材質(zhì)要求為TP347H）。

由于此次爆漏發(fā)生在機(jī)組剛開(kāi)機(jī)不久，爆漏位置位于管屏下部彎頭附近，爆漏呈現(xiàn)典型的短時(shí)過(guò)熱爆管特征-魚(yú)嘴狀，通過(guò)割管、金屬分析等手段檢查，認(rèn)為是氧化皮的大量脫落對(duì)管子進(jìn)行了阻塞，導(dǎo)致了蒸汽流量的降低，從而引起管壁的超溫爆管。

4 預(yù)防措施

該電廠鍋爐屏過(guò)出口段采用的鋼材屬于粗晶粒奧氏體耐熱不銹鋼TP347H，在開(kāi)機(jī)、停機(jī)及加減負(fù)荷等工況變化的情況下，蒸汽管道容易會(huì)產(chǎn)生氧化皮層的剝落，同時(shí)因?yàn)槌R界機(jī)組受熱面的管內(nèi)徑較小，容易造成異物在彎頭部位堆積、堵塞，從而造成超溫爆管的情況出現(xiàn)。

為此做出下面幾點(diǎn)預(yù)防措施建議：?jiǎn)?dòng)過(guò)程中，總的原則就是嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的速率升溫升壓，盡量不使用減溫水。（升溫升壓速率參考值：過(guò)、再蒸汽溫度0～200時(shí)，≤2℃/min；200～300時(shí)，≤1.5℃/min；大于300時(shí)，≤1℃/min；升壓速度應(yīng)≤0.1MPa/min）

正常運(yùn)行過(guò)程中，目前氧化皮的生成無(wú)法根除，但是我們知道它生成的速度與管壁的溫度有很大關(guān)系，溫度越高，生成的速度就越快。因此，運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)總的原則就是避免超溫。那么需要做好以下這幾個(gè)方面：調(diào)整好燃燒（通過(guò)不同煤種的煤粉細(xì)度、一次風(fēng)量/溫度、二次風(fēng)配風(fēng)、爐膛漏風(fēng)等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整），通過(guò)吹灰等手段保持換熱面清潔，理想狀態(tài)是控制過(guò)熱器減溫水開(kāi)度在50%以內(nèi)，再熱汽減溫水為零。

停爐過(guò)程中是降溫的過(guò)程，是一個(gè)極容易發(fā)生氧化皮大量脫落的過(guò)程，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在350℃附近最容易發(fā)生大量的脫落。停爐過(guò)程中總的原則是：嚴(yán)格執(zhí)行降溫減壓的速率，絕對(duì)避免滅火后驟冷的情況出現(xiàn)。并且在滅火后，應(yīng)全面進(jìn)行檢查汽水系統(tǒng)，看是否存在輕微的泄漏。

5 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)防鍋爐損壞，是一個(gè)長(zhǎng)期而細(xì)致的工作。對(duì)于氧化皮脫落堵塞的情況，應(yīng)利用停機(jī)時(shí)間對(duì)受熱面進(jìn)行全面檢查，有計(jì)劃有重點(diǎn)地對(duì)爆漏管段附近管排進(jìn)行檢查，防止泄露造成其它管壁的異常減??；對(duì)爆漏管屏的進(jìn)、出口集箱進(jìn)行內(nèi)窺檢查；對(duì)附近屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器管屏下彎頭氧化皮堆積情況進(jìn)行檢查，防止氧化皮脫落堵塞管子。對(duì)煙氣流速高、事故頻發(fā)部位、容易超高溫附近展開(kāi)預(yù)防性檢查。做到防治結(jié)合，做好“四管”的檢查維修工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]景紅光，等.《超臨界直流鍋爐氧化皮控制措施》.

[2]李文軍，等《超臨界鍋爐奧氏體不銹鋼管爆漏原因分析及預(yù)防控制措施》.