CFB鍋爐高過(guò)穿墻管泄漏分析及對(duì)策

胡 松 陳 勇 楊啟堯

（甕福集團(tuán)，貴州 福泉 550501）

CFB鍋爐高過(guò)穿墻管泄漏分析及對(duì)策

胡 松 陳 勇 楊啟堯

（甕福集團(tuán)，貴州 福泉 550501）

對(duì)循環(huán)流化床高溫過(guò)熱器穿墻管材料進(jìn)行化學(xué)成分分析、金相檢查、位置分析，找出過(guò)熱器管穿墻管裂紋原因，并提出整改施工方案工藝監(jiān)護(hù)及維護(hù)措施，有效控制了由此造成的鍋爐頻繁故障停車(chē)檢修，提高了鍋爐的有效率，降低了生產(chǎn)成本。

鍋爐；過(guò)熱器；穿墻管；泄漏

一、概述

我公司熱電裝置DGJ130/9.81-Ⅱ2型CFB鍋爐是國(guó)產(chǎn)摻燒污泥的130t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐。本鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式，露天布置。鍋爐由1個(gè)膜式水冷壁爐膛、1個(gè)汽冷式旋風(fēng)分離器和1個(gè)由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)組成。

爐膛內(nèi)布置有兩片屏式過(guò)熱器。鍋爐共設(shè)有兩臺(tái)給煤裝置和兩個(gè)石灰石給料口，給煤裝置部置于爐前，在前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置，石灰石口部置于爐兩側(cè)中心。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風(fēng)室，其與兩臺(tái)風(fēng)道點(diǎn)火器相連，風(fēng)道點(diǎn)火器內(nèi)各布置有一個(gè)油槍點(diǎn)火燃燒器；爐膛底部分設(shè)置兩臺(tái)冷渣器。

表1 高過(guò)穿墻管對(duì)接處材質(zhì)

爐膛與尾部豎井之間，布置有1臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器，其下部布置1臺(tái)“J”閥回料器。在尾部豎井中從上到下依次布置有高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器和臥式空氣預(yù)熱器。過(guò)熱器系統(tǒng)中設(shè)有兩級(jí)噴水減溫器。

蒸汽從二級(jí)噴水減溫器出來(lái)經(jīng)連接管流入布置在尾部煙道上部的高溫過(guò)熱器。蒸汽從爐外的高溫過(guò)熱器進(jìn)口集箱的右端引入，與煙氣逆向流過(guò)高溫過(guò)熱器管束后進(jìn)入高溫過(guò)熱器出口集箱。高溫過(guò)熱器為外徑φ42mm×5mm雙繞5圈蛇形管束，管束沿寬度方向共有56片。

自2009年10月A爐正式投入使用以來(lái)，于2010年2月9日發(fā)現(xiàn)高溫過(guò)熱器穿墻管澆筑料處焊縫泄漏，至2011年3月5日共發(fā)現(xiàn)7次泄漏，B爐自2009年9月投入使用，于2009年12月5日至2011年3月5日共發(fā)現(xiàn)泄漏5次，嚴(yán)重影響了鍋爐的安全及長(zhǎng)周期運(yùn)行，檢查發(fā)現(xiàn)每次泄漏均在高過(guò)穿墻管的異種鋼焊縫處，從焊縫邊緣1mm處環(huán)形焊縫開(kāi)裂。措施是更換350mm長(zhǎng)同材質(zhì)光管，爐管規(guī)格及材質(zhì)見(jiàn)表1。高過(guò)穿墻爐管φ42mm×5mm、材質(zhì)12Cr1MoVG，與連接管長(zhǎng)度200mm、鋼研102對(duì)接焊，對(duì)應(yīng)的國(guó)產(chǎn)材料12Cr2MoWVTiB，從前包墻往后包墻看密封盒處高過(guò)穿墻管共28排，每排4列。為了更好的分析其原因，將2010年2月9日A#爐高過(guò)穿墻管泄漏處的管段作為試樣。

二、泄漏管的檢查

1.泄漏管外觀

將從斷口處爐墻外的12Cr1MoVG端切取兩截長(zhǎng)約150mm并帶有焊接頭斷口的短管，再切取帶焊接頭的12Cr2MoWVTiB管，將其從中部剖分兩片。將150mm的兩根短管定義為1#、2#，將剖分的兩塊小瓦片定義為3#、4#。

（1）發(fā)生裂紋的高過(guò)穿墻管，裂紋部位均在穿后墻的高過(guò)密封盒澆筑料處，全部靠近高過(guò)出口集箱，裂紋方位都向內(nèi)，并沿焊縫邊緣1mm處。

（2）發(fā)生泄漏的焊口都被后墻密封盒的筑料所澆筑，密封盒寬150mm、高200mm。

（3）1#、2#、3#、4#是完全斷裂，管內(nèi)均無(wú)明顯的氧化鐵皮。外表面可見(jiàn)到高溫油漆。管段無(wú)變形，管壁沒(méi)減薄，斷口邊緣均無(wú)剪切唇邊。每個(gè)斷面均分成上下大約相等的兩部分，上半部分?jǐn)嗝娉屎谏?xì)瓷狀，屬于脆性斷口。下半部分?jǐn)嗝嫔珴晒饬?，斷口平齊，結(jié)構(gòu)粗糙，有閃光小平面。正中間有一高大的舌狀撕裂區(qū)，為脆性斷裂口。

2.高過(guò)管蠕脹檢查

蠕脹管外徑為45.14mm、45.2mm，蠕脹率分別為0.3%、0.44%；高過(guò)管最大外徑45.26mm、蠕脹率為0.57%；最小外徑45.08mm、蠕脹率為0.17%，都滿(mǎn)足蠕脹率≤3.5%的要求。

3.高過(guò)管材質(zhì)及金相分析

從高過(guò)管的化學(xué)成分和金相組織檢驗(yàn)中可知，12Cr1MoVG與12Cr2MoWVTiB鋼管的化學(xué)成分、金相組織、晶粒度、脫碳層和夾雜物均符合GB5310-2008的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，焊縫組織正常，未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷?？梢詳喽ǜ哌^(guò)穿墻管的斷裂與材質(zhì)無(wú)關(guān)，與焊接工藝無(wú)關(guān)。

三、高過(guò)管焊口斷裂原因

從上述外觀檢查發(fā)現(xiàn)高過(guò)管斷口的形狀來(lái)分析，斷口的外表面是最先開(kāi)裂的裂源區(qū)，屬于脆性斷口。綜合分析斷口產(chǎn)生的原因是在拘束力的應(yīng)力作用下，由于穿墻管密封盒內(nèi)澆滿(mǎn)了澆筑料，使管道膨脹間隙很小，限制了材料的自由伸縮，在強(qiáng)大的冷熱應(yīng)力和其它外力共同作用下產(chǎn)生斷裂。

四、措施

1.設(shè)備維護(hù)措施

（1）按照?qǐng)D紙重新施工澆筑料，在做澆筑料之前，在該短管處涂上1～2mm的瀝青，澆筑料厚50～60mm，其余都用耐溫鹽氈棉，并焊銷(xiāo)釘。

（2）將澆筑料內(nèi)的焊縫全部移出澆筑料密封盒外，便于檢修及伸縮。

（3）對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，并及時(shí)處理所存問(wèn)題。

2.工藝監(jiān)護(hù)措施

（1）平穩(wěn)操作。防止壓力、溫度的波動(dòng)，保持工況的穩(wěn)定，制定工藝操作規(guī)程，并認(rèn)真執(zhí)行。

（2）加強(qiáng)巡檢。巡回檢查把高過(guò)的泄漏問(wèn)題作為一項(xiàng)重要檢查項(xiàng)目，并做好記錄，注意操作條件，在DCS上隨時(shí)監(jiān)護(hù)其溫度、壓力的變化。

（3）管理措施。按鍋爐壓力容器管理規(guī)范要求，技術(shù)組制定相關(guān)保護(hù)措施，停爐定期檢查高過(guò)管的彎曲、焊縫等情況，并作好記錄。

TK229.66

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1671-0711（2015）05-0040-02

2015-03-06）