對(duì)流過(guò)熱器爆管原因及治理對(duì)策

1、對(duì)流過(guò)熱器爆管原因分析及治理對(duì)策摘 要：針對(duì)某電廠(chǎng)高溫對(duì)流過(guò)熱器爆管檢查情況，進(jìn)行爆管原因分析;提出了治理對(duì)策，制訂了鍋爐高溫對(duì)流過(guò)熱器檢查、處理計(jì)劃，強(qiáng)化了“防止鍋爐四管爆漏管理”工作;對(duì)于鍋爐四管爆漏治理工作 ，具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：高溫對(duì)流過(guò)熱器 爆管 原因分析 治理1 概況某電廠(chǎng)裝機(jī)容量2臺(tái)125MW機(jī)組，采用上海鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的 SG420/13.75-M418型鍋爐，額定蒸發(fā)量420t/h，主蒸汽壓力13.7MPa，主蒸汽溫度 540，于1999 年04月投產(chǎn)發(fā)電。高溫對(duì)流過(guò)熱器布置于折焰角的斜坡上方，共104排，每排由外、中、內(nèi)三圈共計(jì)312 根蛇形管，順煙氣流動(dòng)方向布置，每排

2、蛇形管有三個(gè)下彎，由3根管子套彎而成。蛇行管束的橫向節(jié)距為 90mm，縱向節(jié)距為77mm。進(jìn)口段管子材質(zhì)為12Cr1MoV，出口段為鋼102，管子規(guī)格均為38mm×6mm，泄漏處管子材質(zhì)為12Cr1MoVG。2015年02月26日，#2 機(jī)組點(diǎn)火啟動(dòng)，03月13日發(fā)現(xiàn)對(duì)流過(guò)熱器發(fā)生泄漏，3月18日泄漏加劇，#2爐停運(yùn)。2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況2.1對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第24排內(nèi)管圈、中管圈吹損泄露，外管圈吹損刷薄。       2.2對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第25排內(nèi)管圈、中管圈、外管圈有多處爆管破口 對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第25排中

3、管圈下部有一處縱向“爆口1”， “爆口1”呈粗糙脆性斷面的張口，管壁減薄不多，管子蠕脹也不甚顯著。第25排外管圈上部呈現(xiàn)點(diǎn)狀吹蝕“爆口2”，“爆口2”由多個(gè)小孔組成，爆口周邊管壁減薄不明顯，呈深坑狀。2.3對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第26排中管圈、外管圈吹損泄露，內(nèi)管圈吹損刷薄2.4對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第27排內(nèi)管圈、中管圈、外管圈吹損刷薄 2.5對(duì)流過(guò)熱器北向南數(shù)第28排外管圈吹損刷薄2.6確定此次對(duì)流過(guò)熱器泄露的第1漏點(diǎn)通過(guò)檢查分析，確定第1漏點(diǎn)位于對(duì)流過(guò)熱器北數(shù)第25排，前數(shù)第2組中圈后彎下部，開(kāi)口朝下，具體泄漏位置見(jiàn)(圖1)。3 試驗(yàn)分析情況3.1宏觀(guān)檢查情況第 1 漏點(diǎn)位于前數(shù)第 2

4、 組下彎、 北數(shù)第 25 排中圈后彎彎管外弧處，此漏點(diǎn)處于彎管下部，見(jiàn)(圖2)。爆口長(zhǎng)約 39mm、寬約 3mm，開(kāi)口較小，爆口邊緣未減薄，無(wú)明顯脹粗現(xiàn)象，爆口附近外壁有密集的縱向開(kāi)裂現(xiàn)象， 外壁有較厚氧化皮、 顏色發(fā)黑，見(jiàn)(圖 3)。北數(shù)第 25 排外圈和北數(shù)第 26 排中圈兩根對(duì)流過(guò)熱器管外壁氧化皮也較厚經(jīng)測(cè)量， 3根管內(nèi)、外壁氧化皮厚度均達(dá)到 0.3mm。3.2材質(zhì)合金成分分析對(duì)第 25 排中圈、第 25 排外圈、第 26 排中圈 3 根管進(jìn)行了合金成分分析，合金成分分析結(jié)果見(jiàn)(表1)。3 根對(duì)流過(guò)熱器管合金成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。部件位置材質(zhì)CrMoVMn北數(shù)第 25 排下彎外圈12Cr1M

5、oVG0.980.280.210.61北數(shù)第 25 排下彎中圈(爆管管段)12Cr1MoVG0.990.290.230.59北數(shù)第 26 排下彎中圈12Cr1MoVG0.970.310.220.62GB 5310-200812Cr1MoVG0.90-1.200.25-0.350.15-0.300.40-0.70表 1 對(duì)流過(guò)熱器管合金成分分析結(jié)果3.3力學(xué)性能檢測(cè)情況對(duì) 3 根對(duì)流過(guò)熱器管進(jìn)行了拉伸性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)(表2)。部件位置抗拉強(qiáng)度(MPa)Rm下屈服強(qiáng)度(MPa)Rel北數(shù)第 25 排下彎外圈(水平直管部分) 504、 531、 475 343、 366、 316北數(shù)第 25 排

6、下彎中圈(垂直直管部分) 488、 486、 479 336、 339、 331北數(shù)第 26 排下彎中圈(垂直直管部分) 509、 554、 526 336、 380、 359GB 5310-2008 12Cr1MoVG 470640 255表 2 對(duì)流過(guò)熱器管拉伸性能結(jié)果3 根對(duì)流過(guò)熱器管的力學(xué)性能均在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。對(duì)流過(guò)熱器下彎中圈部分無(wú)法加工拉伸試樣，故拉伸試樣取在出口段的直管部分。北數(shù)第 25 排下彎中圈(泄漏管段)部分抗拉強(qiáng)度值已接近標(biāo)準(zhǔn)下限;北數(shù)第 25 排下彎外圈以及北數(shù)第 26 排下彎中圈試樣抗拉強(qiáng)度不均，最小值偏下限。3.4微觀(guān)檢查情況在北數(shù)第 25 排下彎中圈(泄漏管段

7、)泄漏處取一環(huán)形管樣進(jìn)行微觀(guān)檢測(cè)， 發(fā)現(xiàn)爆口附近外壁有較為密集的縱向裂紋，裂紋附近有呈鏈狀蠕變孔洞，基體組織已達(dá)到5級(jí)嚴(yán)重球化，見(jiàn)(圖 4 )。爆管管段迎煙側(cè)與背煙側(cè)組織照片見(jiàn)(圖 5)、(圖6)，(圖 5) 組織中有蠕變孔洞，組織 5 級(jí)嚴(yán)重球化，(圖6) 組織中未見(jiàn)蠕變孔洞，組織球化3級(jí)，迎、背煙側(cè)組織球化級(jí)別差距較大。分別在北數(shù)第 25 排下彎外圈、北數(shù)第 26 排下彎中圈后彎處取一環(huán)形管樣進(jìn)行微觀(guān)檢測(cè)，其迎煙側(cè)組織球化均已接近或達(dá)到5級(jí)，組織照片見(jiàn)(圖7)、(圖8)。4泄漏原因分析通過(guò)第一時(shí)間對(duì)泄漏現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查取證，對(duì)泄漏部位對(duì)流過(guò)熱器受熱面管材試樣進(jìn)行材質(zhì)、力學(xué)性能和微觀(guān)檢測(cè)，在此基

8、礎(chǔ)之上進(jìn)行泄漏原因分析工作。從對(duì)流過(guò)熱器爆口宏觀(guān)來(lái)看，爆口開(kāi)口較小、邊緣較鈍，外壁氧化皮較厚、有大量縱向裂紋;從微觀(guān)組織來(lái)看，基體中有眾多縱向從外壁沿晶間發(fā)展的蠕變裂紋，屬于長(zhǎng)期過(guò)熱泄漏的特征。從3根對(duì)流過(guò)熱器管的金相組織和力學(xué)性能來(lái)看，組織已達(dá)5級(jí)嚴(yán)重球化、力學(xué)性能偏下限。 3根管組織均球化嚴(yán)重，可排除異物堵塞的可能性。泄漏發(fā)生第2組下彎，此處煙溫相對(duì)高，容易發(fā)生爆管。查閱 #1、#2 爐歷次爆管記錄發(fā)現(xiàn)，2003年3月至2007年5月期間，#1、#2 爐高溫對(duì)流過(guò)熱器頻繁發(fā)生爆管，并且爆管均發(fā)生于機(jī)組啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)。其中：#1爐發(fā)生8次爆管，11個(gè)爆口有10個(gè)位于第一組U形彎，1個(gè)位于第二

9、組U形彎，集中于南數(shù)22排37排(北數(shù)28 排1個(gè))，中圈6個(gè)，外圈5個(gè);#2爐發(fā)生6次爆管，10個(gè)爆口有9個(gè)位于第一組，1個(gè)位于第二組，集中于南數(shù)22排29 排和北數(shù)35排52排，中圈U形彎3個(gè)，內(nèi)圈7個(gè)(U形彎1個(gè)，直管段管卡處6個(gè))。 經(jīng)分析， 由于啟動(dòng)時(shí)減溫水投放的不規(guī)范，導(dǎo)致對(duì)流過(guò)熱器多次發(fā)生水塞爆管泄漏。 在規(guī)范了減溫水投放，并對(duì)兩臺(tái)鍋爐對(duì)流過(guò)熱器前數(shù)第1組下彎和附近管材進(jìn)行局部升級(jí)， 大幅度降低了爆管次數(shù)。此次爆管位于前數(shù)第2組下彎處，以前因水塞導(dǎo)致的爆管頻繁發(fā)生，水塞時(shí)管內(nèi)介質(zhì)通流不暢導(dǎo)致后面管子超溫運(yùn)行、第2組下彎又處于煙氣溫度較高區(qū)域，此處材質(zhì)仍為 12Cr1MoVG，當(dāng)累

10、計(jì)到一定程度后就發(fā)生了長(zhǎng)期過(guò)熱爆管(爆口1)。第25排中管圈下部長(zhǎng)期超溫爆口1泄漏蒸汽量較小，細(xì)小的蒸汽流對(duì)第25排外管圈上部呈現(xiàn)點(diǎn)狀吹蝕，形成爆口2，爆口2由多個(gè)小孔組成，爆口呈深坑狀。爆口2泄漏的蒸汽，造成第25排中管圈吹損減薄爆破，形成爆口3。在這3個(gè)爆口泄漏蒸汽的吹蝕作用下，造成第24排內(nèi)管圈、中管圈吹損泄露，外管圈吹損刷薄;第25排內(nèi)管圈、中管圈、外管圈吹損多處泄露;第26排中管圈、外管圈吹損泄露，內(nèi)管圈吹損刷薄;第27排內(nèi)管圈、中管圈、外管圈吹損刷薄;第28排外管圈吹損刷薄。5 處理情況及治理計(jì)劃5.1處理情況2015 年03月21日至2015年03月23日，安排進(jìn)行#2爐對(duì)流過(guò)熱

11、器共13根泄露、吹損減薄的受熱面管子更換工作;乙側(cè)從北向南數(shù)第24、25、26、27排內(nèi)圈、中圈、外圈、第28排外圈，新更換管子型號(hào)：38*6 ，材質(zhì)T91，更換高度1.5米。5.2治理計(jì)劃由于送檢的3根對(duì)流過(guò)熱器管子組織最差處均已達(dá)到 5級(jí)嚴(yán)重球化，計(jì)劃利用2016年檢修機(jī)會(huì)對(duì)高溫對(duì)流過(guò)熱器第 2組下部彎頭和附近12Cr1MoVG管材進(jìn)行割管檢測(cè)，評(píng)估材質(zhì)劣化情況，依據(jù)評(píng)估結(jié)果確定第2組下彎附近12Cr1MoVG管段升級(jí)改造方案。6 結(jié)論總結(jié)處理經(jīng)歷，得出如下結(jié)論：#2爐對(duì)流過(guò)熱器泄漏的原因是由于管子長(zhǎng)期超溫， 造成金屬基體組織長(zhǎng)期過(guò)熱老化、性能下降而發(fā)生泄漏。為了避免對(duì)流過(guò)熱器管子長(zhǎng)期超溫，要加強(qiáng)運(yùn)行人員培訓(xùn);在機(jī)組啟動(dòng)初期，應(yīng)通過(guò)燃燒調(diào)整來(lái)控制主汽汽溫，規(guī)范減溫水投用，避免在對(duì)流過(guò)熱器內(nèi)形成水塞;建全鍋爐四管運(yùn)行臺(tái)帳(或數(shù)據(jù)庫(kù))，包括鍋爐運(yùn)行時(shí)間、 啟停次數(shù)、 超溫幅度及時(shí)間、汽水品質(zhì)不合格記錄等數(shù)據(jù)，嚴(yán)格落實(shí)超