某電廠1056t/h鍋爐屏式再熱器頻繁泄漏原因分析與對策

【摘要】本文針對某電廠1056 t/h鍋爐屏式再熱器頻繁泄漏問題，對屏式過熱器在該廠的布置情況進行了介紹，對每次泄漏情況進行了詳細的闡述以及每次泄漏后的原因進行了分析，并對處理情況進行了簡要的說明，總結(jié)了泄露后的糾正情況。

【關(guān)鍵詞】屏式過熱器;泄漏情況;原因分析;糾正情況;改造情況

1.設備概況

某電廠2臺2*300MW機組鍋爐采用采用哈爾濱鍋爐廠制造HG-1056/17.5/540/540-YM21型亞臨界、一次中間再熱、平衡通風、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、全露天布置（運轉(zhuǎn)層以下封閉）、固態(tài)排渣、直流式燃燒器、四角切圓燃燒方式、單爐膛“π”型布置、自然循環(huán)汽包燃煙煤鍋爐。設計用山西煙煤。鍋爐以最大連續(xù)負荷（即BMCR工況）為設計參數(shù)，鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1056t/h;機組電負荷為300MW（即額定工況）時，鍋爐的額定蒸發(fā)量為1007.75t/h。

2.屏式再熱器布置情況說明

再熱器由墻式輻射再熱器、屏式再熱器和末級再熱器組成。屏式再熱器布置在水平煙道內(nèi)折焰角的上部，共30片，管徑為四種規(guī)格尺寸（詳見后圖），以457.2mm的橫向節(jié)距沿爐寬方向布置。屏式再熱器位于屏式過熱器和后水冷壁懸吊管之間，屏式再熱器出口至末級再熱器入口進行一次交叉，以減少左右側(cè)汽溫偏差。再熱蒸汽溫度通過改變?nèi)紵鲾[角來調(diào)節(jié);再熱器有兩臺噴水減溫器，安裝在冷再入口管道上（即墻式輻射再熱器前的管道上）， 作為事故備用?？紤]到Π型布置鍋爐的煙氣流動特點，在屏式再熱器的第1排迎火面管道上布置有防磨瓦。再熱器系統(tǒng)流程為：汽機高壓缸排汽管→再熱冷段→事故噴水減溫→墻式輻射再熱器入口聯(lián)箱→墻式輻射再熱器→墻式輻射再熱器出口聯(lián)箱→屏式再熱器入口聯(lián)箱→屏式再熱器（順流） →末級再熱器（順流） →末級再熱器出口聯(lián)箱→再熱熱段→汽機中壓缸。

3.屏式再熱器的泄漏情況

從2006年3月到2009年8月，屏式過熱器共發(fā)生5次泄漏，詳細情況如下：

3.1 2006年3月11日鍋爐標高48米屏式過熱器從爐左向爐右數(shù)第四屏夾緊管三叉口彎頭出現(xiàn)長40mm最大寬度1.5mm的裂紋。泄漏管的規(guī)格：φ51mm×7.5mm，材質(zhì)：SA-213TP347H。裂紋周圍有輕微鼓包現(xiàn)象，且有多條細小的縱向裂紋，裂口鼓包處（50mm長范圍內(nèi)）管徑最大為φ55mm，裂口附近部位管徑測量無脹粗現(xiàn)象。

圖1

3.2 2006年3月28日鍋爐屏式過熱器從左向右第20屏從外向內(nèi)第2管圈出口段標高52.8米處發(fā)現(xiàn)有一條150mm長裂紋，裂紋周圍有多條小裂紋，管子局部有脹粗現(xiàn)象。且泄漏造成第19屏自爐前向爐后數(shù)第9-19根刺傷，其中第16、17、18根超標，需更換管段。經(jīng)過進一步檢查發(fā)現(xiàn)該管在出口聯(lián)箱附近的管段已經(jīng)變色，打開入口出口聯(lián)箱手孔和分段切管檢查，聯(lián)箱內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常。在頂棚上方標高61米處發(fā)現(xiàn)一圓臺形物卡在出口段異種鋼焊口處。委托熱工研究所對爆裂管段進行金相分析，進一步核實爆管原因， 結(jié)論為氣流不暢，有堵塞現(xiàn)場。

裂紋 變色

圖2

3.3 2006年4月4日鍋爐爐膛負壓突然變正，引風機檔板開度突增至85%左右，就地檢查發(fā)現(xiàn)爐48米左側(cè)有明顯泄漏聲。停爐檢查發(fā)現(xiàn)在標高48米屏式過從爐左向爐右數(shù)第4屏與分隔屏從爐左向爐右數(shù)第1屏公用夾屏管發(fā)生爆破，爆口發(fā)生在分隔屏與屏式過的間隔段的夾屏管彎頭部位，首發(fā)爆口朝向爐右方向，管壁減薄較多，爆破口呈尖銳的喇叭型，進而發(fā)生二次爆破，爆口長約100mm，橫向斷然揭開（見圖3），二次爆口處管壁厚無明顯減薄，爆管的規(guī)格：φ51mm×7.5mm，材質(zhì)：SA-213TP347H。爆口兩端200mm之外管徑測量無脹粗現(xiàn)象，但觀察夾屏管兩端的三叉管及水平段管壁顏色有過燒現(xiàn)象。

圖3

3.4 2007年6月5日鍋爐右側(cè)48米處有異音，檢查發(fā)現(xiàn)：屏式再熱器從爐右向爐左數(shù)第5屏從爐前向爐后數(shù)第16根管在標高約48.5米的焊口下約30mm處出現(xiàn)長約20mm的環(huán)向裂紋，形成原始漏點，原始漏點沖刷該屏第12根管與第19根管連接段，該管壁減薄泄漏，再沖刷第6管屏第11、12根管，并造成該屏第15根管泄漏。

圖4

3.5 2009年8月2日鍋爐屏式再熱器第26屏迎火面第三根下彎頭起弧處（標高47米）有兩道明顯的縱向裂紋，發(fā)生泄漏，未造成其它管段損傷。泄漏管段材質(zhì)為12Cr1MoV，規(guī)格為φ63mm×4mm。

圖5

4.屏式再熱器泄漏原因分析

4.1 對2006年3月11日爆管原因分析：①夾屏管局部材質(zhì)不良。②彎頭制作過程中出現(xiàn)裂紋或機械損傷。

4.2 對2006年3月28日爆管原因分析：①屏式過從爐左向爐右數(shù)第20屏從外向內(nèi)第2管圈在頂棚上方出口段異種鋼焊口處（標高60.1米）卡澀一圓臺形物，使管子蒸汽流動嚴重受阻，引起長時超溫爆管。②施工質(zhì)量不良：從卡澀物品看，是施工中遺留物，使管子蒸汽流動嚴重受阻，引起長時超溫爆管。

4.3 對2006年4月4日爆管原因分析：屏式過熱器從爐左向爐右數(shù)第4屏與分隔屏從爐左向爐右數(shù)第1屏公用夾緊管的彎頭發(fā)生爆破，因為該夾屏管流程中堵有異物，造成部分管段長期過熱（2006年3月11日該夾屏管出口三叉管彎頭爆裂），而在4月4日再次啟動鍋爐過程中，異物受介質(zhì)的沖擊，嚴重堵塞該夾屏管，造成短時超溫爆管。

4.4 對2007年6月5日爆管原因分析：①屏式再熱器從爐右向爐左數(shù)第5屏從爐前向爐后數(shù)第16根管在標高48.5米處的焊口是φ63mm×4mm和φ63mm×7mm兩種規(guī)格鍋爐管的對接，為了達到內(nèi)壁平齊的要求，車削φ63mm×7mm管內(nèi)壁厚度3mm，但車削過程中由于不同心，造成一側(cè)壁厚僅為2.9mm，且在退刀過程中，傷及內(nèi)壁，使內(nèi)壁出現(xiàn)了環(huán)向深槽，在經(jīng)過相對較長時間的運行后發(fā)生泄漏。② 夾屏管不符合安裝尺寸要求，距離斜坡間距滿足不了膨脹要求。

4.5 對2009年8月2日爆管原因分析：屏式再熱器設計時管材裕度不足，煙氣在爐寬方向分布不均，造成了右側(cè)屏式再熱器的長期過熱所致。

5.主要糾正行動

5.1 委托熱工研究所對爆裂管段進行金相分析，進一步核實爆管原因， 結(jié)論為氣流不暢，有堵塞現(xiàn)場。

5.2 ①切開出入口聯(lián)箱連接彎頭管段，找出出口段異種鋼焊口處的堵塞物。②加強防磨防爆檢查，對易發(fā)生過熱的受熱面管，應結(jié)合等級檢修認真進行檢查，觀察管壁顏色變化，如氧化皮形成情況，測量管徑外脹粗情況。

5.3 ①切開該夾屏管出入口聯(lián)箱連接管，利用胃鏡檢查聯(lián)箱內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)異常。②切開過熱器一級減溫器手孔，利用內(nèi)窺鏡檢查減溫器內(nèi)部，未發(fā)現(xiàn)異常。③對該夾屏管圈的垂直段進行通球試驗，未發(fā)現(xiàn)異常。④更換該夾屏管出入口三叉管及水平管段，并對換下管段進行通球試驗，未發(fā)現(xiàn)異常。⑤管段送往熱工研究院材料技術(shù)研究所，進一步分析爆管原因。⑥擴大范圍進行受熱面防磨防爆檢查。⑦對第1、2夾屏管出口段（頂棚內(nèi)）安裝溫度測點，加強監(jiān)視。

5.4 利用停機檢修機會對鍋爐屏式再熱器夾屏管全部割管，并對屏式過熱器的夾屏管（φ63mm×7mm）車削內(nèi)壁進行檢查，更換所有缺陷的管段。

5.5 對鍋爐的燃燒調(diào)整試驗，減小水平煙道左右側(cè)煙氣偏差，運行中加強屏式再熱器壁溫監(jiān)控。

6.改造情況

屏式再熱器在設計時管材裕度不足，煙氣在爐寬方向分布不均，造成了屏式再熱器彎頭和背火面直段管材的長期過熱。此在改造是將彎頭部分管段（材質(zhì)12Cr1MoV）更換為耐熱等級較高的管段（材質(zhì)SA213-TP304H）;背火面管段 （材質(zhì)12Cr1MoV）更換為耐熱等級較高的管段（材質(zhì)SA213-T91），提高鍋爐的安全性。

7.結(jié)束語

（1）該廠屏式再熱器爆管的主要原因有超溫、裂紋、堵塞、焊接等幾類，對應缺陷采取了超溫攻關(guān)改造、加大技術(shù)分析力度，積極落實反措等有效辦法。通過一系列的技術(shù)改造和努力，解決了后屏再熱器頻繁爆管問題，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

（2）防止再熱器爆管，關(guān)鍵在于事前抓預防，事中抓分析，事后抓反措。各類型鍋爐既有普遍存在的缺陷，又有一些共性問題，機組檢修時應有針對性地進行技術(shù)分析，將了解到的一些反措落到實處，會避免或控制再熱器爆管的發(fā)生。提高鍋爐的安全性。

參考文獻

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[2]姜求志，王金瑞主編.火力發(fā)電廠金屬材料手冊[M].北京：中國電力出版社，2001.

[3]吳非文.火力發(fā)電廠高溫金屬運行[M].北京：水力電力出版社，1979.

作者簡介：寧東升（1975—），男，山西萬榮人，鍋爐本體技師，主要從事電廠鍋爐設備技術(shù)管理及檢修工作。