供暖锅炉

典型案例仅运行三天锅炉爆管,经验教训

发布时间:2022/7/11 14:45:39   

来源:电力圈[PowerClub_CN]

设备简况

电厂5号机组容量MW,5号炉为循环流化床锅炉,型号为SG-/13.7-M,系超高压循环流化床、自然循环汽包炉。

本次5号炉发生爆管的受热面为二级屏式过热器,屏式过热器分为一、二级屏式过热器,一级屏式过热器,分为进出口两段,布置在炉膛右侧共7屏,管屏间距为.3mm,每段管屏由20根①45X4.5mm、ISCrMoG的管子组成,合计40根管子。

二级屏式过热器分为进出口两段,布置在炉膛左侧共7屏,管屏间距为.3mm,每段管屏由20根①45X5mm、12CrlMoVG的管子组成,合计40根管子。

本次泄漏的位置为二级屏过右数第一屏出口段下部弯头位置。管屏最下部水平斜管段及弯管段为销钉管,销钉管敷有耐磨耐火浇注料,管屏销钉主要分为柱状电弧碰焊式销钉及手弧焊V型销钉两种,V型销钉主要敷设在管屏最外侧弯管及直管外延管径的中心线处,弯管顶点位置同样有V形抓钉,销钉直径均为①10mm,材料为奥氏体铬镍不锈钢,有很好的抗氧化性、耐腐蚀性,在高温下能持续作业,具有良好的耐高温性能。

年,因原管屏变形严重,且浇注料内部的过热器管存在腐蚀强度降低情况,为防止出现四管泄漏,在年8月份5号机组C级检修期间,将二级屏式过热器弯管及直管段管屏全部更换,管子规格为①45X5mm12CrlMoVGo

事前工况

年7月25日10:45机组负荷89MW,主汽压10.3MPa,主蒸汽流量t/h,给水流量t./h,给煤量56t./h,流化风量m3/h,氧量3.9%。床压12KPa。

事件经过

1、5号机组为MW循环流化床,高背压机组,供热季后换回低压转子,机组一直处在备用状态,于7月23H5:25顺利开机并网,

2、7月25日上午11:30,炉膛床压由12.1KPa降至10.5KPa,并出现持续下降的趋势,怀疑炉内出现泄漏造成床压降低,负荷最低降至65MW,主汽压降至6.9MPa。

3、7月25日下午16:20,主汽流量T/h,主给水流量T/h,主给水流量与主汽流量偏差大,判断炉内泄漏,无法维持运行,向省调申请停机。16:号机解列停机。

原因分析

7月29日晚上,电厂技术人员在炉内进行了检查和分析,发现二级屏式过热器,右数第一屏出口段最下部弯头浇注料岀现脱落情况,底部弯管迎火面处出现爆管泄漏,该管爆口将相邻的第二屏浇注料吹损脱落,造成第二屏内部5根弯管减薄(照片5)。与西安院金属监督人员对现场情况以及检修情况一同分析,对泄漏原因分析如下:

5号机组自年3月中旬供热期结束后长期备用,本次泄漏发生在机组启动后三天。现场观察漏点共有3处,全部位于二级屏过第1屏最外圈管子弯管外弧,漏点周边管壁均匀减薄,受蒸汽冲刷减薄导致爆漏的特征较为明显(照片1、照片2、照片3)。泄漏管子外壁氧化皮较厚,与临近管屏无显著区别,无胀粗情况;管子内壁较为光滑,无腐蚀、凹坑等痕迹。

1、对泄漏管段进行材料复核,未见材质错用。

2、供热结束后检修期间,该管屏的浇注料进行全面检查,未见该区域的浇注料脱落,水压试验期间未发现该区域浇注料内部管屏渗漏情况;本次运行时间仅有三天,且泄漏管段减薄形貌不符合烟气冲刷磨损特征,基本可排除是由于浇注料脱落造成的管壁磨损破坏;

3、二级过热器管屏及弯管于年进行了更换,累计运行时间较短,且泄漏区域管屏无过热特征,基本可排除由于过热材质劣化造成的泄漏;

4、管子与抓钉之间的连接属于珠光体奥氏体钢之间的异种钢焊接,两种材料合金含量及线膨胀系数差别较大,供货状态选用焊材情况不明;

5、为方便固定浇注料弯管外弧正中心线焊接有V型抓钉。对于承压管道来说,不宜在弯管外弧焊接其他部件。此外由于蒸汽冲刷严重,漏点位置的抓钉已基本消失,无法判断是否存在焊接缺陷;

综上,本次5号机停运原因:左数第一屏二级屏式过热器出口管屏下部弯头爆管,蒸汽流量偏差大无法维持运行停运。弯管外弧采用焊接方式定位抓钉,且为珠光体奥氏体钢之间的异种钢焊接,由于存在热裂纹等缺陷逐步向内壁扩展直至裂透,运行中泄漏出的高温高压蒸汽对管壁造成持续冲刷,最终形成多处漏点。在本次机组启动后,该区域的管壁强度瞬间失效,造成管子在浇注料内部直接爆管泄漏情况。

防范措施

1、检查更换的新过热器管表面销钉焊接情况,有无沙眼、未焊透等焊接缺陷。落实情况:检查过热器管销钉焊缝无异常(已完成)。

2、更换泄漏1根和吹损减薄超标的5根共计6根二级屏过管,焊口经%无损探伤合格。落实情况:焊口检测合格%,(已完成)

3、按照销钉焊接的工艺措施,防止补充的销钉存在焊接缺陷构成四管泄漏隐患,弯头区域销钉采用绑扎形式或钢筋组合形式,避免弯头区域产生焊接热应力。落实情况:脱落的管材表面销钉焊接,按照异种钢材焊接工艺R焊条焊接,弯头区域销钉采用绑扎形式无焊接销钉形式,防止销钉焊接存在缺陷(已完成)。

4、调研借鉴兄弟单位,关于流化床锅炉带销钉的过热器管防磨防爆先进经验和措施,学习非焊接形式的销钉布置方式,针对此次事件举一反三,改变新管销钉布置方式,防止类似事件再次发生。落实情况:(采用过热器管表面绑扎钢筋,再由钢筋处焊接销钉的方式,无异种钢材焊接形式,且能满足浇注料要求)已完成,附图6。

5、严格按照浇注料工艺要求施工,并执行落实浇注料烘炉保养措施,保证浇注料质量,防止浇注料脱落造成四管泄漏。落实情况:按照烘炉曲线,对施工后的浇注料烘炉保养(已完成)。

6、针对管屏弯头顶部的浇注料销钉布置方式,改为耐热钢筋与其他销钉连接绑扎方式,在绑扎的耐热钢筋处再引出销钉的形式,避免在弯管外侧薄弱区域进行异种钢材焊接,引起焊接缺陷,避免四管泄漏。落实情况:更改管屏销钉固定方式,改为非焊接式工艺,防止异常(已完成)

7、认真吸取经验教训,针对此次事件举一反三,在机组检修或停备期间,严格执行防磨防爆及金属监督规程要求,在检修期间浇注料拆除期间,对承压部件焊接的隐患进行防磨防爆排查,做好焊接缺陷的检测和消缺工作,防止类似事件再次发生。落实情况:制定屏过管排销钉区域防磨防爆抽查措施,防止因焊接缺陷造成泄漏(已完成)

8、按照“四不放过”的原则,认真吸取经验教训,制定完善的防范措施,防止四管泄漏事件再次发生,并对相关责任人进行考核。

来源:电力圈[PowerClub_CN]

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