廣東潮州發(fā)電廠鍋爐爆管失效分析

吳潮之

摘要:潮州發(fā)電廠1、2號鍋爐屏過過熱器、末級過熱器先后發(fā)生蠕變脹粗爆管, 通過對爆破的鍋爐水冷壁管進(jìn)行外觀檢查及光譜檢查, 發(fā)現(xiàn)該管在破口處嚴(yán)重脹粗, 使用材料相符。分析認(rèn)為, 由于螺栓堵塞節(jié)流孔使管子局部超溫所致撕裂爆管。

關(guān)鍵詞:鍋爐;爆管;廣東潮州

中圖分類號:TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)24-0125-01

潮州發(fā)電廠1、2號鍋爐為哈鍋引進(jìn)英國三井巴布科克技術(shù)生產(chǎn)的HG-1890/25.4-YM4型鍋爐,為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的本生直流鍋爐,單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型露天布置。屏過過熱器位于折焰角上方,共30片管屏,每屏由28根管子繞制而成,入口段管子φ38.5×5.6/6.6mm、SA-213 T91,底部和出口段管子為φ38.5×6.6mm、SA-213 TP347H。末級過熱器位于折焰角上方,共30片管屏,每屏由20根管子繞制而成,入口段管子φ44.5×7.5mm、SA-213 T91,底部和出口段管子為φ44.5×7.5mm、SA-213 TP347H。高溫再熱器共95屏,每屏采用10根管,入口段管子為φ57×4mm、材料為12Cr1MoVG,中間段管子為φ51×4mm、材料為SA-213 T91,出口段的管子為φ51×4mm、材料為SA-213 TP347H。折焰角處吊掛管由95根φ76×12.5mm、材料為15CrMoG的管子組成。折焰角由385根φ44.5×6.3mm、材料為15CrMoG、節(jié)距為57.5mm的管子組成。

1爆管情況及爐內(nèi)爆破情況

鍋爐在10日內(nèi),先后發(fā)生屏式過熱器左30屏(爐前)外數(shù)第2管爆管(頂棚外出口金屬溫度顯示680度,爆口在入口段管子φ38.5×5.6mm、SA-213 T91,離爆口兩米入口T91側(cè),脹粗約4%。吹損相鄰兩根管)。

末級過熱器左15排內(nèi)數(shù)第1圈泄漏,(爆口在入口T91側(cè),入口段管子φ44.5×7.5mm、SA-213 T91;離爆口兩米入口T91側(cè),脹粗約4.5%。)為本次爆破第一爆點(diǎn),爆管原因是管子內(nèi)部可能通流不暢造成短時過熱超溫、蠕脹爆管。

機(jī)組啟動后不足10h,屏式過熱器左2屏外數(shù)數(shù)第15管再次爆管(頂棚外出口金屬溫度顯示650度,爆口在入口段管子φ38.5×5.6mm、SA-213 T91,離爆口兩米入口T91側(cè),脹粗約5%。吹損相鄰一根管)。

機(jī)組啟動后不足24h,屏過過熱器左1屏(出口側(cè))內(nèi)數(shù)第5管再次爆管(爆口在入口段管子φ38.5×6.6mm、SA-213 T91,離爆口2m入口T91側(cè),脹粗約5%。無吹損相鄰)。爆管停爐后,對爐內(nèi)全面檢查情況如下:

①末級過熱器。左15排爐后側(cè)內(nèi)數(shù)第一根管首爆,標(biāo)高約55m位置。四周吹損嚴(yán)重。左16排爐后側(cè)內(nèi)數(shù)第二根管吹爆后斜向飛出至高再左42、43管屏爐前側(cè)中間段標(biāo)高約60m位置,左41、42、43、44屏四周吹損嚴(yán)重。②高溫再熱器。高再左41、42、43、44排管屏被末過左16排內(nèi)數(shù)第一根爆破的蒸汽大面積嚴(yán)重吹損,形成交叉破壞。吹損嚴(yán)重,共32根。③后水懸吊管。左43根后水懸吊管沿爐內(nèi)折焰角處密封焊及頂棚密封焊處整段撕裂。周圍懸吊管無明顯吹損。④折焰角處水冷壁。與左43根后水懸吊管相鄰鄰的 左129根水冷壁管母材(對應(yīng)懸吊管左51)與懸吊管密封焊接熔合線處拉裂。

2爆破過程及原因分析

①爆破過程。末過左15排內(nèi)數(shù)第1圈,本次爆破的第一爆點(diǎn),泄露后吹損相鄰左16屏內(nèi)二管,造成該管子吹損后瞬間爆破,由于巨大內(nèi)壓,管子的反沖擊力將該管子拉出,穿過高再管屏,吹損相鄰高再管子,其中較嚴(yán)重的有32根,造成高再管子交叉破壞,引發(fā)二次大面積泄露,爐膛內(nèi)出現(xiàn)氣流擾動,產(chǎn)生正壓。未過母材爆管:經(jīng)過現(xiàn)場檢查并結(jié)合斷口宏觀分析,爆口在爆破過程中存在激烈塑性變形及整管T91側(cè)均有脹粗(離爆口兩米入口T91側(cè),脹粗約4%。分析認(rèn)為:此次爆管應(yīng)為短時超溫所致)[1] [2] [3]。

折焰角部位左43根懸吊管,在本次爆破中發(fā)生密封焊處撕裂,位于折焰角密封焊熔合線處處。裂紋初始斷口呈現(xiàn)瓷狀氧化熱疲勞裂紋形態(tài),自外壁向內(nèi)壁環(huán)向開裂,已基本裂穿(管壁厚為12.5mm,最大裂紋深度達(dá)10mm)。

②爆管后對材料質(zhì)量核查情況。對爆破的末級過熱器,高再、懸吊管及折焰角水冷壁管子進(jìn)行光譜核查,使用材料相符。

懸吊管原材料核查:規(guī)格φ76.2×12.5mm,材質(zhì)15CrMoG,使用材料相符。

末級過熱器管原材料核查:規(guī)格φ44.5×7.5mm,材質(zhì)SA-213TP347H,使用材料相符。