锅炉受热面在防磨防爆检查过程中不可忽视的几个问题

1、锅炉受热面在防磨防爆检查过程中不可忽视的几个问题宁夏青铜峡市大坝发电厂（751607） 方建文 2002年2月6日 摘要 主要以大坝电厂四台锅炉近几年来发生的几起典型的爆管泄露事例，介绍了大机组锅炉受热面管在防磨防爆的检查过程中不可忽视的几个问题，并就其原因进行了分析。 关键词 受热面管 几个问题 磨损 预防措施 1概述 在火力发电机组强迫停机事故中，因锅炉事故造成机组停运约占40%，在锅炉事故中，各类受热面管造成的事故占了70%。这表明，受热面管的破坏是火力发电机组强迫停机事故的重要原因。做好锅炉受热面管防磨防爆检查是减少锅炉受热面管子的破坏的保证。同时也可以避免不必要的提前换管，对电厂锅炉

2、运行的安全性，经济性有重大的实用价值。锅炉受热面管是电厂承受高温，高压的重要部件，应做好锅炉受热面管的原始质量，焊口质量，防磨防爆检查。笔者根据近几年来参加的锅炉受热面管防磨防爆检查工作体会，总结了下列几起典型事例，并提出了减少受热面管子的破坏的几项保证措施。尽供有关管理工程技术人员参考和讨论。2 从几起点型事例，来说明锅炉受热面管防磨防爆检查过程中不可忽视的几个问题2.1焊缝引起的管子爆破泄露1993.11.14，发现1#锅炉一级过热器严重泄漏，经停炉检查为从炉南侧向北侧数第1根管圈之间的连接管爆破，该管子材质20g，规格为 51×8mm，累积运行为10016小时。从检查测量结果看

3、，须更换附近管子5根。因高温高压蒸汽对冲造成南侧包墙过热器管爆破2根，冲刷减薄4根，该管子材质15CrMo，规格为 42×6mm。根据分析，金相组织正常，宏观检查发现有一破口在焊缝熔合线上，此处为破口起源点。 1998.7.18，1#锅炉大修完毕后进行水压试验，结果发现高温再热器出口联箱下部从南侧向北侧数第2排第4根管严重泄漏，该管子材质SA213-TP304，规格为 60×5mm，从检查结果看，管子与膨胀套管点焊形成的弧坑泄露。2.2由管子外表面发现的问题1995.09，1#炉大修在检查锅炉受热面时，发现1#炉高温再热管大部分管子向火面外壁均有一层较厚的氧化层，外表呈灰白

4、色，内里呈铁红色，垢层厚度为2，0-4，0mm较坚硬，用工具可以剥落，内部呈蓝黑色，垢层不明显。经西安热工研究院分析高温再热器管大部分出口管子向火面外壁均存在着组织性能劣化。主要原因是由于高温再热器管的工作条件恶劣，锅炉在设计上选材余量不足，钢材等级偏低造成长期超温过热而引起管壁内外的高温氧化腐蚀，使管材的组织严重球化，内外壁脱碳，机械性能降低。2.3防磨护瓦设置不当，在管子上形成涡流将管子表面磨损1998.5.25。2#锅炉再热器过渡段检查；规格；60*5 ；材质；12Cr1Mo V 测量结果如表一所示；表一；2#锅炉再热器过渡段检查测厚记录编号过渡段后每排第一根管背火侧加护瓦处（护瓦长40

5、0-500 mm）测量单位.mm 测量间距.100mm。 管子 2、3 护瓦 1 编号过渡段后每排第一根管背火侧加护瓦处（护瓦长400-500 mm）测量单位.mm 测量间距.100mm。 管子 2、3 护瓦 1 1（护瓦下部）2（护瓦上部）3（护瓦上部）1（护瓦下部）2（护瓦上部）3（护瓦上部）23.73305.094.324.5643.974.04.30343.974.694.6753.853.253.80353.833.463.4073.743.623.71364.784.784.7885.025.11373.523.56114.584.78394.584.56123.493.364.8

6、8403.624.545.08133.573.543.77423.803.57143.843.703.58434.214.56153.543.453.65444.863.87163.66463.65454.594.28173.813.753.58463.603.78183.753.803.08473.683.603.98195.025.0483.453.433.59204.083.413.43493.804.07213.833.603.89504.303.20223.703.803.80514.085.103.99233.803.903.90524.093.95243143.423.56534

7、.434.514.62254.744.744.74543.733.823.60264.054.093.43554.674.06273.673.603.67563.903.903.98284.614.674.56584.064.41293.624.514.74593.753.754.16从表一检查的结果来看，磨损部位，正好在加护瓦的两端头；分析原因，防磨护瓦设置不当，加的护瓦两端头不够长，没有使护瓦与管子表面很好的接触；使烟气颗粒在护瓦两端头形成绕流，而灰粒侧因惯性直接与管子表面相撞，锅炉飞灰中常有坚硬而形状不规则的大颗粒(大于50m)，随烟气高速冲刷和撞击受热面管子表面。灰粒冲击管壁时，可分解

8、成切削力和撞击力。高速灰粒撞击管壁时，消耗动能，使金属显微粒克服分子间结合力而与母体分离产生磨损；切削力对管壁的切削是灰粒磨损管壁的主要因素。当冲击角为30°50°时，由于切削力和撞击力的双重作用最大，因此磨损最严重，使管壁减薄。2.4蒸汽吹灰器没有按规定正确退出，在炉内停留时间过长2001年12月14日.#3炉后侧水冷壁折焰角下部拐点弯头从南侧向北侧数第10根泄露，第8、9、11、12、13有不同程度的吹损，其中第12、13根弯头各增加1个。弯头上部直管段均为540mm左右，第8、9、10、11弯头下部直管段为640mm左右，第12根弯头下部直管段为726mm，第13根弯

9、头下部直管段为1420mm，第14根在#32吹灰器枪孔处吹薄管段。原因是第#32吹灰器枪没有按规定正确退出，在炉内停留时间过长,将管子吹损泄露。如图1所示图1 .#3炉后侧水冷壁折焰角下部拐点弯头从南侧向北侧数第10根泄露2.6管卡脱落,使管子之间相对磨损2001年12月17日, #3炉水压试验二级过入口管组漏泄抢修情况；更换二级过入口管组背火侧横向水平管排固定管，中间段L=1883mm，北侧L=790mm 规格：51×8 ,材质：12Cr1MoV入口管组从南向北从后向前竖直管段更换。第16排第2根L=580，第18排第2根L=552，,第22排第2根L=715，规格：51×

10、;8，材质：12Cr1MoV.第2排弯头因无管材钢研102后进行补焊。恢复高过入口管卡第2、16、17、18、22共5排。恢复屏过从南向北第3屏背火侧管卡。原因分析：因二级过热器管排在运行中有振动和摆动现象，使沿炉宽布置横穿于管屏弯管处的受热面管长期发生相对磨擦管壁减薄漏泄。如图2所示如图2 #3炉二级过入口管组漏泄2001年10月31日8时30分，在#1炉小修后水压试验升压前，检查发现甲侧冷渣斗从炉膛上部向下漏水，经检修人员从47m进入水平烟道初步检查发现为屏式过热器后屏从南向北第4屏漏泄。更换屏式过热器后屏从南向北第4屏从后向前第1根弯头（长度：570mm，规格：51×7，材质：

11、12Cr1MoV，热弯自制）炉宽布置的管排固定管（长度：515mm，规格：51×9，原安装为15CrMo管，用12Cr1MoV管代替）管屏从后向前第2根进行打磨补焊（规格：51×11，材质：SA213T22）抢修工作于23时30分结束，11月1日0时30分#1炉点火。原因分析：因屏式过热器管排在运行中有振动和摆动现象，使沿炉宽布置横穿于管屏弯管处的受热面管长期发生相对磨擦管壁减薄漏泄。如图3所示图3 屏式过热器后屏从南向北第4屏漏泄 2.6管子表面有裂纹#1炉一级过漏泄结果，事故经过：6月6日早上8：00左右#1炉四管报警仪第8、15点发出报警，9：30左右，经锅炉分场领导

12、及本体班职工到现场检查后认为是一级过漏泄（此漏泄处应为第19点），后经热工人员检修，第19点同时发出报警，下午17点左右，本体班职工再次上去检查后认为有90%以上的把握为一级过漏泄，并汇报有关领导。机组与晚上21：00左右停炉检修。经工作人员的加班加点工作，抢修于6月9日22：点结束，后机组转入消缺。6月7日晚23：00经本体班职工检查发现低温过热器由北向南第39排东侧由上向下第3管组的第一、第二管圈漏泄。原因分析：经分析认为第一管圈管子存在严重缺陷，经多年运行发生漏泄。第一管圈漏泄后将第二管圈刺伤，直到刺破。如图4所示图4 第一管圈管子2.7防护板脱落，使烟气形成走廊2001年10月25日，

13、在#1炉再热器烟气挡板小修中检查发现，标高39m隔墙过热器下联箱两侧封头与侧包墙密封防护板未焊脱落，因烟气长期冲刷致使两侧包墙管向炉后均有8根管管壁厚减薄，其中北侧包墙管从隔墙数向后第4根管壁厚为2.4mm，（原管规格：42×5）此项检查发现，消除了#1炉设备重大缺陷，为此厂部还给予了奖励。2.8烟气飞灰磨损根据受热面实际运行结果看，当烟气均匀地横向冲刷管排时，第一排管子的磨损集中于与烟气流动方向成30°40°夹角的两个对称点上；对错列布置的管束而言，以后各排管子的磨损集中在25°30°夹角的对称点上，而最大磨损发生在第二排管子上；对顺列的管束

14、而言，以后各排管子的磨损集中在60°的对称点上，其最大磨损发生在第五排及以后各排的管子上。飞灰对受热面的磨损实际过程非常复杂，但主要是由于切削力和撞击力的作用，而又以前者为主。飞灰磨损的主要影响因素是：飞灰浓度、灰粒的物理化学性质、烟气流速以及受热面的布置与结构特性，此外还与运行工况有关。2.9锅炉漏风锅炉负荷增加，烟气流速也就增加，飞灰磨损就加快。烟道漏风增加，也将使烟气流速增高而加快磨损，如果漏风系数增加10%。磨损速度将加快25%。运行中燃烧不良，飞灰含碳量增加时，因焦碳粒硬度比灰粒硬度大而加快磨损。又如受热面发生局部结渣堵灰现象，将使烟气偏向一侧，而加快这一侧受热面的磨损。3

15、具体措施和防磨途径事实上受热面的磨损是由设计、制造、安装、检修、运行及煤种等多方面因素造成的结果，以下提出防止受热面磨损的一些比较可行的具体措施和途径：3.1为了防止受热面管磨损，应正确设置防磨装置；在向火面管子上扣180度半圆护瓦，或在有蒸汽吹灰器部位的背火侧管子加护瓦。护瓦应紧帖管子外壁，护瓦长度应足够长。3.2避免形成局部烟气走廊，大多数爆管是由于局部形成烟气走廊所致。(局部烟速成倍高于平均烟速)。减少烟气走廊的影响，对流受热面管磨损主要是炉墙与管子周围的一些间隙过大和安装时横向间距不均造成的。提高检修质量，保证设计结构和尺寸在允许的偏差范围内，避免形成烟气走廊和阻塞，特别要保证防磨盖板

16、的安装质量。3.3燃烧要相对稳定，应接近设计煤种，特别是改烧灰份多、水份大、热值低、挥发份少的劣质煤时，往往燃烧不良，烟速和灰份增加较多，造成受热面更大磨损。3.4控制煤粉细度(R90)在经济范围内，煤粉太粗，燃烧不完全，使飞灰中未燃烬颗粒增加而加重磨损。对易磨损，冲刷的受热面管，采用防磨涂料，如在几次大修，在四台炉部分受热面管喷刷了防磨涂料。3.5加强焊接接头质量的检查；按照电力建设施工验收技术规范（火力发电厂焊接篇）DL5007-92类焊接接头的要求，进行二次验收。3.6 加强检查，特别是有管卡子的地方，4 几点体会4.1 防止因炉管泄漏导致的恶性事故关键在于受热面管的监督检查。4.2 受热面管的安全对降低机组非计划停机有重要的作用，应引起有关管理及技术部门的重视。4.3 这一工作需要长时间的坚持，因此电厂的锅炉检修部门应与监督部门要有好的配合与支持。5结束语 几其锅炉爆管事故可以说明，在受热面管防磨防爆的检查过程中，不仅要高度重视受热面管表面质量检验，而且也不能忽视管材及内