锅炉四管泄漏事故发生的原因分析及对策

1、热力发电!2005"$#8收稿日期$ 200-%0%5作者简介$ 李培华(%$,男,%$年毕业于河海大学发电厂热能动力专业,工学学士。主要从事火力发电厂锅炉运行、锅炉检修等工作,现任锅炉分场专职工程师。锅炉!四管"泄漏事故发生的原因分析及对策李培华!淮北发电厂"安徽淮北 25000$%摘 要& 对某发电厂各种形式的*四管+泄漏产生的原因进行了分析"并从检修和运行方面提出了相应的处理措施%实施后"受热面超温爆管比例从-(&X 下降至%5X "因检修不良而造成的*四管+泄漏发生率也有大幅下降"但因焊接缺陷和受热面

2、材质造成的泄漏次数却明显上升%关键词& 锅炉#四管#泄漏#受热面%中图分类号&*+22( %文献标识码&/ %文章编号&%002,-"2005#0$00-$01 锅炉,四管-泄漏的统计及原因分析某发电厂共有台机组,装机总容量%000?3。%号、2号锅炉是50220$(&%型,%$年左右投产;号、-号锅炉是50-00 %-050-%0型,%$年左右投产;5号、,号、号锅炉是T 0,0 %(型,前两台于%$&%年投产,后一台于%$年投产。该厂锅炉机组数量多,炉型不一,设备老化,特别是一些锅炉受热面现已超期服役,各种"四管"

3、;泄漏现象时有发生。%$年和2000年,锅炉"四管"泄漏共发生2次,泄漏情况统计见表%。表1 锅炉,四管-泄漏情况统计泄漏形式焊接缺陷超温爆管长期超温短期超温检修不良应力集中(炉体变形和起停炉温差过大泄漏次数-5,5所占比率 X%(-(&2,(%2%(对泄漏原因的分析中,把因管材磨损减薄或检修方式不对而发生的泄漏,归结为检修不良;燃烧器拉裂水冷壁管或腰箍梁拉裂包覆管等,属锅炉在长期运行中,基础沉降不一,炉体变形,造成应力集中,使承压部件泄漏,其中有运行人员对膨胀指示监视不到位的因素。属第一次发生泄漏的,归结为炉体变形,第二次在原位发生泄漏的,归结为检修不良。从表%可

4、以看到,超温爆管是锅炉"四管"泄漏的主要原因,其次是检修不良、炉体变形和焊接缺陷(绝大多数为安装或制造焊缝。1(1 超温爆管(%超温爆管主要发生在锅炉的高温对流过热器及高温再热器管段上。因为该段受热面长期受高温烟气的冲刷,氧化、超温现象严重,尤其是高温受热面的下弯头,在弯管过程中存在着管壁减薄和机械拉伤。(2锅炉高温受热面超期服役,管材组织老化,球化级别高,管材性能下降。如%号、2号炉高温过热器(材质%2V 9%?G 4,&=W 5=球化级别达四级。(5号、,号、号锅炉在运行中炉膛甲、乙两侧烟气存在温差,有时甲侧烟温比乙侧烟温高%00C ,容易造成甲侧受热面超温运行

5、。(-在锅炉起停和负荷骤升骤降等过程中,短期过热现象频繁,使管材在短期内失效泄漏。(5号炉主蒸汽减温水流量不足,致使锅炉受热面超温。技术交流1(2应力集中(%由于锅炉在长期的运行中,基础沉降不一,炉体变形,造成锅炉受热面的局部应力集中,使受热面拉裂而发生泄漏。(2锅炉在起停操作过程中,升降温差和压差过大,使本体局部产生应力集中。1(#检修不良锅炉低温受热面普遍磨损减薄严重,在小修或调停等短时间停炉过程中,无法对深层管排磨损情况进行检查,造成运行中锅炉低温受热面的泄漏。1($焊接缺陷在焊接时焊缝存在缺陷,或没有做到完全无损检验,焊接缺陷(如夹渣或气孔等在长期的焊接应力、厚度不均的内外应力、交变应

6、力和振动等作用下发生泄漏。这种缺陷导致的泄漏有较大的隐蔽性,随时都可能发生,检修维护人员一般难以发现和消除。只有在发生泄漏的情况下,才能针对某一情况进行处理。2处理措施2(1超温爆管(%依据金相分析和高温受热面的实际工作情况,结合机组大修工期,对超温、超标严重和球化级别高的高温受热面进行大面积的更换和改造。(2增加壁温测点,调整测温探头和管壁之间的间隙,恢复炉内外温度测点外侧的保温,力求壁温测点的准确性。(对存在汽水两相流的疏水管、空气管等,重点检查其与母管联接处的角焊缝有无裂纹,弯头部位有无减薄等。尽量将运行%0万A及以上的小管座更换为加强管座。(-对超温爆管的管材进行金相分析,了解管材的组

7、织情况和寿命情况。(5在/0V升降负荷指令发出后,根据各减温器进、出口温度及各减温水量的变化情况,有预见地调整;增加燃料尽量平稳,比如在增投给粉机后可适当降低某层给粉机转速;当/0V指令持续增加造成汽温难以控制时,可暂停增加负荷,以避免管壁超温;机组起动时,一般应在冲转前起动给水泵,以保证冲转期间可以使用减温水将汽温控制在规定范围之内,控制汽温时应尽量保持给水压力稳定,用主给水调节门控制水位,以保证稳定的减温水量;控制进水量与蒸发量的平衡,尽量避免使用排污或事故放水的办法控制水位,防止蒸发量不足造成超温。(,汽轮机侧高压加热器解列、机组突然甩负荷、细粉分离器堵塞、定期排污、制粉系统启动、给粉不

8、均或煤粉自流等,均可能造成锅炉受热面超温,应加强对有关参数的监视,当发生上述可能引起超温的现象时应及时果断处理,将汽温控制在规定范围之内。(对5号、,号锅炉在运行中存在的甲、乙两侧烟温偏差大的现象,适时调整配风,尽量消除或减少运行中两侧烟温的偏差。(&经常检查一、二级减温水自动、再热蒸汽减温水自动运行情况,若发生异常,应及时干预处理;当主减温水不足,可采取提高给水压力并使用主给水调节门节流。2(2应力集中(%恢复锅炉部分脱落失效的膨胀指示器,重视对锅炉热冷态时膨胀指示器指示数据的抄录,加强对数据的分析,发现异常,及时处理;加强对锅炉机组冷热态中炉顶吊杆受力情况的检查,对吊杆定期检查并记

9、录,发现松动和弯曲的吊杆,及时调整,减少应力集中的发生。(2控制起、停炉过程中温度和压力的升降速度。如200?3锅炉机组,起动时升压速度0(02?J6 =Q P;温度%(5C=Q P;停运时控制压降0(02$ ?J6=Q P,温度%(5C=Q P,在汽包压力降到0(& ?J6以下,温度在200C以下,低温再热器前烟温-00C时,才能热炉放水。(定期检查水冷壁刚性梁四角连接及燃烧器悬吊机构,加强对燃烧器悬吊机构冷热态的检查,观查吊杆受力情况,发现问题,及时处理,以防应力集中拉裂水冷壁;加强停炉时对燃烧器顶部与水冷壁连接处的检查,如有应力集中,应及时释放(上述统计中,因燃烧器吊杆拉裂水冷壁

10、曾发生泄漏-次。2(#其它在机组停役或大小修中,加强受热面检查的力度,尤其要加强对重点磨损部位(如省煤器索形管弯头、烟灰集中冲刷部位、贴墙部位和局部烟气走廊部位的检查;对管排普遍磨损严重,工作可靠性差的受热面(如2号、,号炉省煤器,号、-号炉低温再热器及省煤器,可以考虑整体更换;局部的经常性磨损,可以考虑技术交流B/热力发电!2005"$#涂防磨层,对易产生管夹磨损减薄的高温受热面,加强检查,一旦发现超标现象,立即处理。采取上述措施后,在200年%月至200-年2月的一年多的时间内,锅炉"四管"泄漏情况统计见表2。从表2可以看出,受热面长期超温爆管和短期超温爆管得

11、到了有效的控制,其所占比率从-(&"下降到%5"因检修不良使锅炉"四管"泄漏发生率也有大幅下降;因焊接缺陷和受热面材质问题所造成锅炉"四管"泄漏次数却大幅上升,二者所占比率之和为,5X。表2锅炉,四管-泄漏情况统计失效形式焊接缺陷超温爆管长期超温短期超温材质问题检修不良其它失效次数$2%-22所占百分比/X-5%520%0%0#经验总结与遗留问题(%造成焊口泄漏比率上升的原因有两个方面,一是在锅炉大面积受热面更换过程中,大量的焊口可能因为时间因素不可能做到完全无损检验,也可能有一些焊口因位置原因不允许做到完全无损检验,况且有些

12、焊口的施焊位置也受限,有盲区,无法进行无损检验,泄漏就可能发生在这部分焊口上;二是机组普遍老化,一些存在焊接缺陷(如夹渣或气孔的焊口,在锅炉长期运行中受到交变应力和管材蠕变的影响而泄漏。有些焊口位置很隐蔽,在一般的计划检修中很难检出。因此,对焊接工艺、质量、热处理进行检验,对焊口尽量做到%00X无损探伤,对炉外小管道、汽水两相流的小口径管座在使用%0万A后进行整体更换,尽量减少换管中焊缝的数量。(2因受热面材质缺陷而发生泄漏比率的上升,与改造时新更换受热面存在缺陷有直接关系。在大批量的受热面更换过程中,新管排存在缺陷是不可避免的,图%是新更换的低温再热器在几个月内就发生泄漏的情况,原因是管壁存

13、在着电焊点击缺陷。图1低温再热器管壁电焊点击缺陷在受热面大面积更换时,首先必须对新管排的规格、材质及技术参数进行校对,其内容包括技术备件编号、化学成分、力学性能(常温和高温状态、供货状态等,对管子和焊口外表进行宏观检查,注意检查受热面表面有无裂纹、折叠、龟裂、磨损、压扁、砂眼和分层等缺陷,并对材质进行百分之百的光谱确认。对焊缝进行百分之百无损探伤和硬度抽查分析,对成品管排进行常规检验(如针对管内是否存在异物的通球实验,弯头内外壁的减薄、裂纹和椭圆度检验,做好新管排在更换过程中的受热面保护(减少管排被电焊条点击或被电弧擦伤。(虽然超温爆管暂时得到了有效的控制,但造成锅炉超温爆管的因素依然存在:%安装在锅炉炉膛外高温受热面管壁上的壁温测点,与受热面工作时的真实温度存在着温度偏差,且有些温度测点外部没有保温,使这个温度偏差值不易准确把握,因而不能直接反映出受热面是否超温运行;25号、,号、号锅炉在运行中仍然存在着甲、乙两侧烟温偏差大问题,对此却没有制定出