煤粉鍋爐水冷壁泄漏原因分析與預(yù)防

譚敬宇

（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000）

煤粉鍋爐水冷壁泄漏原因分析與預(yù)防

譚敬宇

（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000）

介紹了某廠鍋爐水冷壁因長時過熱、檢查不仔細(xì)引起的爆管情況，分析了爆管原因，并且從鍋爐設(shè)備管理、檢修等方面，提出了防止水冷壁爆管的措施，可為存在類似問題的機(jī)組提供參考。

水冷壁；孔板；爆管；檢修

某廠1號機(jī)組600 MW鍋爐為上海鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的SG－2093／17.5－M917型亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐，鍋爐燃燒器采用四角布置、切向燃燒。該鍋爐下水包為四周相連通的環(huán)形集箱，外徑為838 mm，爐水在下水包內(nèi)經(jīng)過濾網(wǎng)及節(jié)流孔板進(jìn)入爐膛四周水冷壁［1］。在下水包內(nèi)的每根水冷壁管入口處裝有不同孔徑的節(jié)流孔板，節(jié)流孔板裝在節(jié)流座上，再由夾圈將其夾緊。

水冷壁由1 126根管子組成，按管子的幾何形狀和受熱情況分為55個循環(huán)回路，爐水在水冷壁內(nèi)形成汽水混合物，匯集至水冷壁上部集箱。前墻上部水冷壁采用內(nèi)螺紋管，規(guī)格為D51×5.7 mm，材料為SA－210A1。

1 事件經(jīng)過

1號機(jī)組負(fù)荷為530 MW，主汽壓力為16.1 MPa，A、B、C、D、E磨煤機(jī)運(yùn)行。4月12日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)鍋爐四管泄漏裝置水平煙道附近13、21號點(diǎn)，爐膛上部4、5號點(diǎn)能量值升高，鍋爐補(bǔ)水量為60 t／h（正常運(yùn)行10～20 t／h），經(jīng)就地檢查確認(rèn)鍋爐水冷壁泄漏。為避免缺陷擴(kuò)大，匯報網(wǎng)調(diào)同意后將機(jī)組解列。搶修完成后機(jī)組并網(wǎng)恢復(fù)。

2 檢查情況

2.1 宏觀檢查情況

4月13日，防磨防爆檢查人員搭乘吊籠到達(dá)爐膛前墻標(biāo)高60 m處，檢查發(fā)現(xiàn)左數(shù)第18根水冷壁管子有2處泄漏點(diǎn)，上下距離約1 m。上部漏點(diǎn)為尺寸80 mm×30 mm的爆口（見圖1），爆口呈鈍邊，管壁厚度無明顯變化；下部漏點(diǎn)為尺寸40 mm ×5 mm的裂縫（見圖2）。爆口向上2 m向下7 m范圍內(nèi)管段向火側(cè)有過熱縱向微裂紋。泄漏管段附近，左數(shù)第16、17、19、20根水冷壁管被泄漏蒸汽沖刷減薄超標(biāo)。

圖1 前墻左數(shù)第18根水冷壁管上部爆口

圖2 前墻左數(shù)第18根水冷壁管下部裂縫

用內(nèi)窺鏡檢查左數(shù)第18根管子上割口、下割口和爐前下水包節(jié)流孔，均未發(fā)現(xiàn)異物堵塞［2］情況。拆除四周下水包所有濾網(wǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)下層左數(shù)第16個節(jié)流孔板及其夾圈脫落，其余未見異常。

2.2 金相分析情況

為確定管子過熱范圍，第1次在左數(shù)第18根管子爆口向下7 m、向上2 m處向火側(cè)取樣進(jìn)行金相分析，組織球化分別為4級、4.5級；第2次在爆口向上3 m、向下11 m處向火側(cè)取樣進(jìn)行金相分析，組織球化均為3.5級。在左數(shù)第17根管子與爆口同樣標(biāo)高處取樣進(jìn)行金相分析，組織球化為2.5～3級。

2.3 以往檢查情況

查閱1號鍋爐投產(chǎn)以來歷次檢修記錄，前墻水冷壁左數(shù)第18根管子沒有檢修換管。2013年11月，1號機(jī)組大修期間，宏觀檢查此部位管子無異常，在標(biāo)高50 m處，1號角右數(shù)第2根、3號角右數(shù)第3根割管取樣分析，金相組織正常，力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2013年11—12月大修期間檢修記錄，對鍋爐下水包內(nèi)部進(jìn)行過清理檢查，發(fā)現(xiàn)前墻下水包左數(shù)第1塊多孔濾網(wǎng)側(cè)封板脫落，已恢復(fù)固定，未發(fā)現(xiàn)其它異常情況。

截止2014年4月11日，1號機(jī)組自去年大修后已連續(xù)運(yùn)行102天，查閱記錄發(fā)現(xiàn)前墻水冷壁管無超壓情況。

3 原因分析

3.1 長時過熱

根據(jù)爆口形貌及金相分析結(jié)果，本次水冷壁泄漏應(yīng)屬于長時過熱爆管［3］。水冷壁第1漏點(diǎn)為下部裂縫，第2漏點(diǎn)為上部爆口，下部管段泄漏后造成上部管段內(nèi)介質(zhì)流量減少，冷卻液不足發(fā)生過熱爆管，爆口呈鈍邊、管壁厚度無明顯變化，爆口兩側(cè)管子有脹粗現(xiàn)象，管子表面存在多條縱向裂紋。

3.2 水冷壁管入口節(jié)流孔板夾圈脫落

檢查水冷壁管子內(nèi)部無異物，可排除異物堵塞爆管。割管檢驗結(jié)果說明水冷壁管子原始材質(zhì)符合實際運(yùn)行要求。

根據(jù)檢查情況初步分析認(rèn)為，前墻下水包下層左數(shù)第16個節(jié)流孔板夾圈脫落后，在水流沖擊下脫落的節(jié)流孔板或夾圈移動至左數(shù)第12個節(jié)流孔處，致使前墻左數(shù)第18根管內(nèi)冷卻介質(zhì)流量不足，機(jī)組運(yùn)行中管材過熱，金屬組織完全球化，材料強(qiáng)度下降，在管內(nèi)水壓作用下發(fā)生泄漏。

＇3.3 檢修漏洞

檢修項目計劃執(zhí)行不認(rèn)真，質(zhì)量監(jiān)督驗收不到位，未發(fā)現(xiàn)水冷壁管［4］入口節(jié)流孔板夾圈脫落情況。查閱2013年1號機(jī)組大修項目計劃中列有下水包水冷壁節(jié)流孔檢查項目，且列為質(zhì)監(jiān)點(diǎn)項目計劃（W點(diǎn)），但檢修期間并未拆除多孔濾網(wǎng)進(jìn)行細(xì)致檢查，未能及時發(fā)現(xiàn)節(jié)流孔板夾圈脫落的缺陷。

大修期間的檢修項目計劃執(zhí)行不認(rèn)真，質(zhì)量監(jiān)督驗收不到位，導(dǎo)致缺陷隱患未能及時發(fā)現(xiàn)并消除，是造成本次水冷管泄漏的主要原因。

檢查人員對下水包設(shè)備結(jié)構(gòu)不清楚，大修期間未嚴(yán)格執(zhí)行檢修項目及質(zhì)檢計劃，只檢查了多孔濾網(wǎng)的脫落情況，未拆除多孔濾網(wǎng)檢查節(jié)流孔板及夾圈的固定情況，檢修項目計劃執(zhí)行不認(rèn)真，質(zhì)量監(jiān)督驗收過于形式化。

4 處理及防范措施

a.更換前墻左數(shù)第18根水冷壁管子組織球化超過3.5級（4級為中度球化）的14 m管段。

b.更換前墻左數(shù)第16、17、19、20根蒸汽沖刷超標(biāo)管段，每根長1 m。

c.將前墻下水包下層左數(shù)第16個脫落的節(jié)流孔板及夾圈恢復(fù)，并拆除四周下水包內(nèi)所有多孔濾網(wǎng)罩，全面檢查并緊固其它節(jié)流孔板夾圈。

d.利用機(jī)組檢修機(jī)會對下水包節(jié)流孔板及夾圈進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)夾圈松動或脫落，應(yīng)及時處理。

e.嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)組檢修項目計劃，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督驗收管理，建立責(zé)任追溯機(jī)制，切實提高人員責(zé)任心和質(zhì)量意識。

［1］臧效軍.火電廠高溫過熱器泄漏的原因與預(yù)防［J］.國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，17（6）：20－22.

［2］王承亮，蔣蓬勃，侯德安.300 MW燃煤機(jī)組制粉系統(tǒng)電耗試驗研究［J］.東北電力技術(shù)，2015，36（6）：31－34.

［3］時 巖.600 MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)振動大原因分析及處理［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（5）：14－15.

［4］肖國華，王春明，田 曉，等.鍋爐末級過熱器爆管原因分析及措施［J］.熱力發(fā)電，2012，41（3）：78－82.

Cause Analysis and Prevention on Leakage of Water Wall for Pulverized Coal Fired Boiler

TAN Jing?yu
（Liaoning Fuxin Coal?natural Gas Datang International Co.，Ltd.，F(xiàn)uxin，Liaoning 123000，China）

Aiming at the leakage of water wall in operating，the cause of the leakage is analyzed through chemical element analysis. The measures of preventing leakage are proposed which can offer a reference for similar unit.

Water wall；Pore plate；Blowing loss；Overhaul

TK223.3

A

1004－7913（2016）08－0054－02

譚敬宇（1989—），男，學(xué)士，助理工程師，主要從事煤化工集控運(yùn)行工作。

2016－01－20）