电站锅炉、压力管道、管系事故分析方法及案例选编

1、电站锅炉、压力(yl)管道、管系事故分析方法及案例选编The analysis method of accidents and cases for utility boiler ,pressure vessel and piping 共一百零八页共分五章(w zhn) 第一章 前言 chapter1 preface 第二章 事故分类、事故报告及应急处理 chapter2 accident classification ,accident report and emergency treatment 第三章 事故及其分析 chapter3 accident and analysis 第四章 影响

2、锅炉高温部件安全运行的各种因素（这些(zhxi)因素包括煤种、设计、制造、安装、调试、检修、运行等等） chapter4 The factors having an influence on the safe operation of boiler high-temperature parts( These factors include kinds of coal, structural design, manufacture, erection, commissioning, maintenance, operation and so on) 第五章 锅炉、压力容器和管系典型事故案例选编

3、chapter5 Typical accident cases for utility boiler ，pressure vessel and piping共一百零八页电站锅炉、压力容器、压力管道和支吊架失效均会导致机组强迫停用，甚至造成人身伤亡和设备严重损坏等灾难性事故。设备和部件的失效分析是一个牵涉到全过程、多专业的系统工程。事故后只有分析到位才能采取相应对策，避免同类事故重复出现。近年来，电力工业迅猛发展，2004年底的统计数字表明，全国发电装机容量已超过4.4亿千瓦，全年发电量达2.2亿千瓦时左右，此二数字均仅次于美国，居世界第二位。已投产的300MW及以上容量大机组达390台左右，其

4、中500MW及以上机组约占62台。这些(zhxi)年超临界、高效超临界机组占的比例不断上升，加之新技术、新工艺、新材料的不断涌现，煤质和环境政策的变化，必然影响到故障的形式，对安全的要求不断提高。*至2006年底，按初步统计全国总发电装机容量已接近6亿千瓦，全年发电量略超过2.8亿千瓦时，其具体数值和大机组台数将于07年5月底在国家电网公司召开的新闻发布会上公布。第一章 前言(qin yn)chapter1 preface共一百零八页设备事故和故障在安全管理上国家和行业有明确的定义并按损失大小进行严格(yng)分类。锅监工程师作为一个安全技术管理人员必须了解事故分类原则及事故调查、处理的方法、

5、程序。这方面应严格(yng)按国家和行业的有关规定和事故调查规程来执行。锅监工程师应是事故调查工作的参与者，不仅应熟悉事故调查的工作程序、事故统计分类、有关事故处理规定，也应对设备事故和故障的具体技术原因、分析和检测方法等有全面了解，从而能有效地组织事故调查与分析工作。共一百零八页锅炉监察工程师和相关检验人员工作的根本目的乃是预防锅炉、压力容器和管系事故的发生，确保设备和部件的安全运行。我们的工作重点应是： 1 建立具体全过程各阶段质保体系，制定并严格执行有关的规章制度(u zhn zh d)； 2 做好技术档案管理等各项基础工作； 3 加强人员培训考核工作； 4 加强各类定期检验工作； 5

6、以国内外有关事故案例为借鉴，通过分析、试验，弄清本厂事故原因，并采取相应对策，杜绝同类事故的重演。共一百零八页第二章 设备(shbi)事故分类、报告及应急处理 chapter2 accident classification ,accident report and emergency treatment一、事故的分类 根据国家质量监督检验检疫总局2001年颁布的锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定，按照所造成的人员伤亡经济损失和破坏程度，将特种设备事故分为五类：特别重大事故、特大事故、重大事故、严重事故和一般事故。 特别重大事故，是指造成死亡(swng)30人（含30人）以上，或者受伤（

7、包括急性中毒，下同）100人（含100人）以上，或者直接经济损失1000万元（含1000万元）以上的设备事故。 特大事故，是指造成1029人，或者受伤5099人，或者直接经济损失500万元（含500万元）以上1000万元以下的设备事故。 重大事故，是指造成死亡39人，或者受伤2049人，或者直接经济损失100万元（含100万元）以上500万元以下的设备事故。 严重事故，是指造成死亡12人，或者受伤19人（含19人），或者直接经济损失50万元（含50万元）以上100万元以下以及无人员伤亡的设备爆炸事故。 一般事故，指无人员伤亡，设备损坏不能正常运行，且直接经济损失50万元以下设备事故。 按照电力

8、事故系统事故分类方法将锅炉压力容器热力管道事故分为三种：人身事故、电网事故和设备事故。上述每种事故按照伤亡人数、直接经济损失和对社会供电的影响大小又分为特大事故、重大事故、一般事故三类，对更小的电网和设备事故又划分为一类障碍、二类障碍。共一百零八页（一）人身事故 特大事故，造成50人及以上的死亡； 重大事故，造成3人及以上的死亡或者一次死亡与重伤总数在10人及以上，但未构成(guchng)特大事故。 一般事故，尚未构成特大、重大事故的伤亡事故。共一百零八页（二）设备事故 特大设备事故：设备损坏导致直接经济损失达1000万元者。 重大设备事故：未构成特大设备事故，符合如下条件者：直接经济损失达3

9、00万元；配100MW发电机组的锅炉损坏，40天内不能修复或者达到40天已恢复运行，但自发生事故起3个月内非计划停运累计达40天。 一般设备事故：未构成特大设备事故和重大设备事故符合下列条件之一者称为一般设备事故，如：炉膛发生爆炸，锅炉受热面损坏需要更换5%以上；锅炉超压达安全门动作压力的3%；压力容器或承压热力管道爆炸。 设备一类障碍；未构成上述设备事故，但是造成发电机组被迫停运、非计划检修或停止(tngzh)备用。 设备二类障碍：设备虽然发生了故障，但未影响发电机组发电，由企业主管部门自己认定的障碍。共一百零八页（三）电网事故 根据电网容量的大小和减负荷的比例将电网大面积停电事故划分为特大

10、电网事故、重大电网事故和一般电网事故三类。 锅炉、压力容器和热力管道事故一般都会造成设备的损坏，它有可能造成人身伤亡事故，也有可能引发电网事故。即便仅仅造成设备的停运，减少发电，构不成设备事故（如锅炉承压部件泄露(xilu)等），按照电业生产事故调查规程定性为设备障碍，也会给发电厂造成相当大的经济损失，提高了发电的成本。所以，对每次锅炉压力容器事故或者障碍都要认真分析原因，避免事故的重复发生。共一百零八页二、事故报告规定： 根据国家质检总局颁发的锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定和电力行业部门颁布的电业生产事故调查规程，发电单位发生了锅炉压力容器热力管道事故后应当根据事故的种类向企业的主

11、管部门和企业所在地政府安全主管部门、公安、工会报告。具体规定如下所述： 按国家质检总局的规定，发生特别重大事故、特大事故、重大事故和严重事故后，事故发生单位或者业主必须立即报告主管部门和当地质量技术监督行政部门，直至国家质监总局。发生特别重大事故和特大事故后，事故发生单位或者业主还应当直接报告国家质检总局。发生一般事故后，事故发生单位或者业主应当立即向设备注册登记(dngj)机构报告。共一百零八页 其事故报告应包括如下内容： （1）事故发生单位（或者业主）名称(mngchng)、联系人、联系电话； （2）事故发生地点； （3）事故发生时间； （4）事故设备名称； （5）事故类别： （6）人员伤

12、亡、经济损失以及事故概况。共一百零八页 按电力行业规定，电力生产企业发生人身死亡事故和重伤事故后，应立即用电话、电传或电报按照资产关系或者管理关系向隶属的国电公司、集团公司、省（市）电力公司和企业所在地的安全部门、公安部门、工会作即时报告。发生人身死亡和3人及以上的重伤后，24小时内应(niyng)报到国电公司。 电力生产企业发生电网和设备事故后，应立即用电话、电传或电报向隶属的国电公司、集团公司、省（市）公司作即时报告。其中重大及以上的电网和设备事故，企业的上级部门应在24小时内报告到国电公司。 即时报告应包括如下内容： （1）事故发生的时间、地点、单位； （2）事故发生的简要经过、伤亡人数

13、、直接经济损失的初步估计；设备损坏和电网停电影响的初步情况； （3）事故发生原因的初步判断。共一百零八页三 事故发生后的应急处理 锅炉压力容器热力管道一旦发生破坏性事故，事故的发生单位应当立即采取如下紧急措施： （1）组织抢救：一是抢救受伤人员；二是采取各种措施防止事故扩大，减少人员的伤亡和财产的损失。如扑灭火源，防止火灾；切断有关的电源、汽（水）源，防止人员触电，烫伤等。如果附近有机组仍在运行，应当采取有效的隔离措施。 （2）应由企业安监部门或者由其指定部门立即组织当值值班、现场作业人员和其他有关人员在下班离开现场前如实提供现场情况并写出事故的原始资料。安监部门要及时收集并妥善保管好资料，直

14、到调查组到来后及时交给调查组。 （3）保护好事故现场：这对以后的事故调查十分重要。除非为了防止事故扩大、紧急抢救人员或者疏通通道必须采取的行动外，应尽量使事故现场保持原状。需要移动现场物件设备时，必须做出标记，绘制现场简图并写出书面记录。在进行上述各项工作时见证人员应签字，必要时应对事故现场录象、拍照。 保护现场还包括飞散出去的零部件、附件和设备的破碎残片。如因飞离太远，无法监护时，应做好标记后，妥善收集保管。 特大事故还应请政府有关部门派人保护现场。 （4）及时报告；发生重大及以上的事故后，应当按照(nzho)规定及时报告上级主管部门和当地政府监察部门。共一百零八页第三章 事故(shg)及其

15、分析chapter3 accident and analysis第一节 故障的定义及其分析目的故障的定义运行中锅炉元部件及附属(fsh)设备损坏或正常运行工况被破坏，使锅炉机组强迫停用或强迫降低其蒸发量者；运行中锅炉参数超出允许范围，构成锅炉紧急停炉条件者；在设计使用期限内，锅炉元部件故障损坏造成重大经济损失或影响机组正常投运者。共一百零八页故障分析的目的与重要性目的： 找出故障原因，经采取针对性措施，防止类似故障发生(fshng)。重要性： 1 避免事故重演，减少经济损失； 2 引出经验教训，为改进设计、制造工艺和使用、管理提供科学依据； 3 进口设备的故障分析，为索赔提供可靠证据或技术仲裁

16、； 4 有利于掌握先进技术和技术引进项目； 5 为技术规范、规程、标准的修订提供可靠的依据； 共一百零八页 6 使检验工作更有针对性并使其收到良好的效果； 7 故障分析的结论和技术是制订各种经济法的必要资料； 8 故障统计资料是系统设计、科技规划、经济发展规划的重要依据； 9 各级领导正确处理现场技术问题决断性科学依据； 10 有利于提高锅炉制造质量； 11 有利于分清(fn qng)责任、加强责任制。共一百零八页第二节 事故分析(fnx)原则整体观念或称全过程原则 锅炉部件牵涉到设计、制造、安装、运行、检修与改造各阶段，锅炉故障不仅与全过程各阶段有关，而且牵涉到材料、焊接、热处理、锅炉运行、

17、锅炉检修、化水、热工自动各专业，锅炉事故分析是一个系统工程。以有关规程和制造厂有关安装、使用说明为依据的原则 对照相应规程和制造厂有关安装、使用说明将会有利于分析工作的进行。从现象到本质的原则 高温高压管道的爆破仅仅是一种现象，必须经过(jnggu)全面的分析找到事故发生的本质才能避免事故重演。一分为二的原则 不对进口设备盲目信任，我国引进设备不少故障是属于设计、用材、制造工艺欠妥引起的。漏检或免检会使我们丧失索赔的权利。共一百零八页第三节 判别故障(gzhng)原因的具体方法 系统方法： 是否与全过程的某个阶段有关，或与某个专业有关，深入查阅有关资料和进行测试，找出具体故障原因。采用“消去法

18、”把不可能造成问题的疑点逐个审查消去，对剩余的问题再作细致研究，以最终确定(qudng)故障的真实原因。比较方法： 选择一个没有发生故障，与故障系统类似的系统对比，发现差异，找出故障的真实原因。历史方法： 按同样设备，在同样使用条件下过去曾发生过类似故障的资料和变化规律，运用演绎法和归纳法推断故障原因。逻辑方法： 根据背景材料，进行分析、比较、综合、归纳和概括，作出判断和推论。从宏观到微观的分析方法： 例如受热面管爆破，先观察爆口特征、爆破口附近氧化铁层厚度、爆破口边缘壁厚和管径变化等；再作微观检查，通过金相检验，观察爆口组织和结构的变化。共一百零八页第四节 故障(gzhng)分析程序与内容

19、调查(dio ch)观察与检查测试试验或模拟试验分析与结论反馈与回访共一百零八页调 查现场调查，现场调查的内容： 1 时间与部位，故障经过； 2 爆口、碎片与主体的相对位置与尺寸； 3 第一手样品收集，保护好断口，不被损坏和污染，及时放入干燥器； 4 部件的变形与其他设备的损伤情况； 5 目击者证词和运行人员对运行工况的口述(kush)记录； 6 仪表、阀门、自动、保护、闭锁装置的状态与事故过程中的变化； 7 自动记录、运行记录及事故追记装置记录。共一百零八页收集下列故障部件的背景材料： 1 制造及安装单位的技术记录、验收文件和质量检验报告； 2 设备的检验及检修记录； 3 锅炉技术登录薄；

20、4 锅炉运行历史档案，包括(boku)有关的试验报告； 5 设计图纸及设计变更资料； 6 控制、保护装置的定值； 7 使用说明与现场运行规程。共一百零八页观察(gunch)与检查损坏部件的目测检验(jinyn)；针对设计图纸校对尺寸；断口宏观与微观（扫描电镜）检查；断口附近及非损坏区金相检查。共一百零八页测 试无损探伤；化学成分分析（常规(chnggu)分析与局部成份分析）；机械性能测试，包括硬度测量；断裂韧性测试（在有条件并必要时进行）；应力强度寿命分析。共一百零八页试验(shyn)或模拟试验(shyn) 锅炉运行工况下部件工作状态的测试;故障机理的确定(qudng);在试验室内按所确定的机

21、理进行部件的模拟试验。共一百零八页分析(fnx)与结论对所取得的信息及数据作分析、评价(pngji)；提出故障原因；提出判断的判据；写出故障分析报告并提出反事故措施。共一百零八页反馈(fnku)与回访 把分析结果反馈给设计、制造、安装、使用等各有关单位(dnwi)；对所提反事故措施的执行情况及效果进行回访，以便事故原因与反事故措施日趋完善。共一百零八页事故分析(fnx)步骤及方法二例实例一：受热面管子短时过热爆破 某电厂，300MW机组，锅炉水冷壁管爆破，材质为15CrMo，规格为385.0。 运行参数：365、运行压力：17.7MPa、运行时间约1个月。 爆破位置：前墙B侧第14根、标高28

22、米。 爆破原因(yunyn)：前墙B侧标高21米处第13根水冷壁管鳍片损坏并泄漏，泄漏的水、汽喷射到第14根管子上，导致第14根管子被吹损并泄漏。第14根管子泄漏后，管子内部汽水流量相应减少，管子在短时超温过热（过热温度达到或超过相变温度），最终在28米处发生爆管。共一百零八页事故分析(fnx)步骤及方法二例 事故的分析步骤及方法： 1 成分分析： 管子材质15CrMo（材质未用错）。2 宏观检查： 爆破口长度85mm、爆破口张开宽度30 mm、破口处壁厚2.9 mm，管子内、外壁无明显(mngxin)氧化结垢。 宏观检查结论： 破口具有短时过热爆破特征。共一百零八页事故分析(fnx)步骤及方

23、法二例3 微观金相组织检查： 破口处金相组织为贝氏体（正常组织应为铁素体+珠光体），见图2； 远离破口处金相组织为铁素体+珠光体，见图3。 微观金相组织检查结论： 破口处金相组织已经(y jing)发生了相变（出现了贝氏 体），说明爆破管子短时过热温度曾超过Ac1（约750）。共一百零八页事故(shg)分析步骤及方法二例共一百零八页事故(shg)分析步骤及方法二例实例二：受热面管子长时过热爆破 某电厂，125MW机组，锅炉过热器管爆破，材质为12Cr1MoV、规格为425.0，运行温度为540，运行压力为9.81MPa、运行时间(shjin)约9.2万小时。 爆破原因：由于长时过热，金相组织严

24、重球化并出现蠕变孔洞、蠕变裂纹，最终因性能下降导致爆管。 共一百零八页事故分析(fnx)步骤及方法二例事故的分析步骤及方法：1 成分分析： 管子材质12Cr1MoV（说明(shumng)管子材质未用错）。2 宏观检查： 爆破管的破口位置位于炉前侧弯头背部，破口沿管子纵向开裂,长度约110mm、破口张开最宽7 mm，见图4。破口处壁厚4.3 mm，管子外壁无明显结垢，而内壁破口处有结垢，厚度为0.2 mm。 宏观检查结论： 爆破管的破口呈粗糙脆性断口，管壁减薄不明显， 破口处内壁存在结垢现象等，认为管子爆破属长时过热。共一百零八页事故(shg)分析步骤及方法二例3 微观金相组织检查： 破口处金相

25、组织严重球化并出现大量呈单个蠕变孔洞，见图5，以及大量蠕变裂纹，见图6； 破口背部的金相组织为回火贝氏体（组织正常(zhngchng)）； 远离爆破处的金相组织为回火贝氏体（组织正常）。 微观金相组织检查结论： 破口处金相组织严重球化并出现蠕变孔洞及大量蠕变 裂纹，说明破口处部位曾长时受到过热影响。共一百零八页事故(shg)分析步骤及方法二例共一百零八页第四章 影响(yngxing)锅炉高温部件安全运行的各种因素（这些因素包括煤种、设计、制造、安装、调试、检修、运行等等） chapter4 The factors having an influence on the safe operatio

26、n of boiler high-temperature parts( These factors include kinds of coal, structural design, manufacture, erection, commissioning, maintenance, operation and so on)煤种对锅炉运行安全性的影响 汽包炉水冷壁内存在的倒流及汽水分层问题，此乃结构设计上存在的问题。对于水冷壁,由于炉膛热负荷不均引起其超温而导致高温腐蚀、爆管，可通过改进燃烧器的布置、调整燃烧器的位置(wi zhi)或加强运行调节使热负荷均匀。过热器、再热器热偏差，包括屏间和同

27、屏热偏差，一般说，此乃设计和调试上存在的问题。由煤质原因导致磨损：热膨胀问题 由于焊接原因而导致的事故做好运行调整试验工作，避免事故发生 共一百零八页煤种的影响(yngxing) 按我国电力部门惯例，设计锅炉须提供设计和校核(xio h)煤种。只有采用最接近设计煤种的煤才能保证锅炉的设计性能，对于一台设计好的特定的锅炉来说，能使其达到最佳运行性能的煤才是最好的煤。共一百零八页煤种的变化(binhu) 煤炭市场供应紧张，电厂开始采购部分与设计煤种和校核煤种特性有较大差异的发电用煤。改变煤种必须有一定的科学依据，必须对可能要燃用的煤种进行有关特性的试验.要考虑到着火、灰熔点和燃尽等燃烧特性和对制粉

28、系统出力的影响，以及对受热面的磨损、除尘性能等；粉煤灰已经成为电厂的产品之一，必须关心灰的成份。在经过实验室试验后，合格的煤种还需要在锅炉上进行实际试烧。最后确定这些煤种是否能够替代原设计煤种或进行掺烧，并在保证锅炉安全运行的基础(jch)上获取经济效益。煤种的变化也会影响自动控制系统的调节特性。共一百零八页煤种对安全性的影响(yngxing) 合适的炉膛热负荷，最为重要的设计参数之一；煤中含硫量偏高易产生高温腐蚀(fsh)；煤的成分会对尾部烟道的磨损造成不同影响；由煤质原因导致结焦： （1）煤中灰的成分不同，将导致不同的灰熔点，不同的温度水平灰堆变形过程如下图： DT变形温度 ST软化温度

29、HT半球温度 FT流动温度 D-Deformation，S-Soft,H-Hemispheric,F-Fluid,T-Temperature（2）防止结焦的措施： 合理配风（风包煤），选烧高熔点的煤，合理配煤、掺烧共一百零八页水冷壁倒流(doli)及汽水分层问题当循环流速在0.3-0.4m/s以下时，有可能产生停滞、倒流现象，故在设计时一般选取0.5m/s。对螺旋上升管而言，一般水冷壁倾角在14左右，当重量流速偏低时，则可能会产生汽水分层现象，这会破坏锅炉(gul)水动力，导致事故。鉴于设计时螺旋上升管根数可自由选定，能自由控制流量，故制造厂在设计时可通过选择一定数量的管子根数来防止出现汽水分

30、层的最低流量，以避免汽水分层。共一百零八页热负荷不均引起高温(gown)腐蚀、爆管当发生高温腐蚀时，水冷壁工质温度一般为350左右。产生高温腐蚀的条件为:对于水冷壁而言，管外壁温度在500左右，而对于过热器和再热器来说，则要在600以上;缺氧导致还原性气氛(当炉管结焦时, 也会起隔绝氧气的作用);在水冷壁部位,当燃料中含S量较高(1.52)时，会产生H2S高温腐蚀的介质；上述三条件必须同时(tngsh)具备才会产生高温腐蚀。此外，燃烧器区域采用低氧燃烧的方式，在降低NOX的同时，可能会产生高温腐蚀。共一百零八页热负荷(fh)不均引起高温腐蚀、爆管避免高温腐蚀的措施：加贴壁风，即增加该区域含氧量

31、；在燃烧器区域不采用低氧燃烧的方式，对于条件具备的发电厂可在燃烧器区域上部采用天燃气补燃的方式（必须选择(xunz)合适的补燃量和投入部位等）；在降低NOX的同时要关注是否产生高温腐蚀，此外要注意飞灰含碳量变化，以免影响经济性，即在重点关注安全性的同时要兼顾经济性。共一百零八页过热器、再热器热偏差(pinch)上述偏差包括屏间和同屏热偏差，一般说，此乃设计和调试上存在的问题。设计上可采用若干种减少屏间或同屏热偏差以避免超温的手段，就水动力侧而言有：在集箱上开不等径孔，以解决静压差产生的不均匀性；采用节流孔板；采用不等径管；设计上采取受热面左右交叉布置。就烟气侧而言（即降低炉膛出口烟温偏差）有：

32、燃烧器采用正反切；采用前后(qinhu)墙对冲燃烧；采用塔式炉型相对较好。共一百零八页过热器、再热器热偏差(pinch) 四角切圆燃烧炉膛(ltng)出口烟温按马鞍型分布（可在高烟温区采用较好的材料解决热偏差） 同屏管一般分布方式 （高温部位可采用较好的材料。此外，按不同温度等级采用多段异种钢连接方式也是一种设计思路）共一百零八页煤质原因导致(dozh)磨损（主要指省煤器） 要核对设计时的尾部烟速值，消除烟气走廊，采用合适的防磨措施和注意挡板调温时的工况。在煤质变化时，更应关注(gunzh)锅炉尾部烟道磨损情况，主要是省煤器部位。以上就水冷壁、过热器、再热器及省煤器各部件谈及了爆管的一些观点，

33、下面再就其他有关方面谈一些看法。共一百零八页热膨胀问题(wnt) 安装中必须按设计图纸预留膨胀间隙，此外，在第一次起动过程中，在预先设定的各档温度水平要认真检查膨胀指示器部位的膨胀方向是否正确和膨胀值是否符合设计要求，以避免发生因膨胀不畅而导致的设备(shbi)破坏事故。 此外，首次启动时应全面检查有无阻碍膨胀的情况。共一百零八页焊接原因(yunyn)而导致的事故 要严格执行焊接、热处理工艺规定，千万不能忽视(hsh)新钢种和异种钢焊接的工艺评定试验，并严格按有关规程要求进行焊后热处理和焊后检验。要加强对制造厂的监造工作和安装、检修中的监督、验收。共一百零八页通过运行调整(tiozhng)避免

34、事故锅炉调整试验 1.冷态试验一次风四角分配(fnpi)的均匀性，要求四角流速偏差5%；二次风档板特性试验；模拟热态工况，并测量贴壁风速和炉内切圆。2. 锅炉点火启动 尽管冷态时已做过热态模拟，但毕竟还是有区别的，因真正的热态工况是双相（气、粉）而非单相（仅为气） 的。对于四角燃烧并采用中速磨的锅炉，要求煤粉管进入炉四角时煤粉分配均匀（建议在磨煤机出口选用合适的煤粉分配器）。共一百零八页3. 调整试验的目的了解锅炉对煤种的适应性；调整好风量、氧量及制粉系统工况，以求得最合适的氧量（3%左右）、达到最高炉效（设计炉效），此外(cwi)，还应该考虑环保对排放的要求，即NOX650mg/L（目前标准

35、）。共一百零八页通过(tnggu)运行调整避免事故锅内调整试验一般采用减温水调节（细调）、烟气挡板和燃烧器摆角调温（粗调）或组合调节方法。过热器调温： 直流炉可调煤水比和用减温水来调节。而汽包炉则可用减温水调节和改变燃烧中心等方法，一般不影响经济性。再热器调温： 再热器调温一般采用烟气挡板调节，喷水只作细调；其理由是再热器减温后蒸汽只能在中低压缸作功，会影响发电机组的经济性。只有做好上述各项调试工作，才能确保锅炉(gul)正常运行并避免受热面管超温爆管等故障。共一百零八页炉膛（furnace）内主要(zhyo)问题： 1、高温腐蚀（high temperature corrosion）（水冷壁

36、工质温度一般为350左右）：高温腐蚀的条件为：管外壁温度在500左右，缺氧导致还原性气氛（包括结焦，起隔绝(gju)氧气的作用），燃料中含S量较高（11.5），产生H2S高温腐蚀的基本介质。避免高温腐蚀的措施为：采用低S煤；加贴壁风，即增加该区域含氧量；避免和减轻结焦（一般燃用贫煤时，较易产生高温腐蚀）。共一百零八页2、结焦（slagging）：结焦程度取决于煤中灰的成份，它将导致不同的DT（Deformation temperature，变形温度）、ST（Soft temperature，软化温度）、HT（Hemispheric temperature，半球温度）和FT（Fluid temp

37、erature，流动温度）。防止结焦的措施：防煤粉直接冲刷(chngshu)水冷壁，可采用合理配风（风包煤）；可通过合理吹灰；烧高熔点的煤或在试验基础上通过配煤掺烧的办法来解决。共一百零八页3、超温爆管（tube failure due to overheating）（分短期超温如管内堵塞和长期超温，可通过金相分析来确认）：减少或消除超温爆管有下述措施：（1） 加强从设计、制造开始的全过程控制；（2） 做好调试和试验工作（在合适部分安装测点）并严 格运行控制）；（3） 在试验基础上针对(zhndu)原不合理设计做好技术改造工作；（4） 选用合适材质的管子；（5） 建立在线寿命监测系统以便能及时

38、了解管束超温情况。共一百零八页4、炉内降低NOX的方案（the way of deNOX in furnace）：产生NOX的条件(tiojin)：燃料中含氮、高温、富氧。可采用分级燃烧、低氧燃烧方式以及采用清洁能源，即天然气再燃技术（即将已生成的NOX还原成N2）来降低NOX。制约条件：在降低NOX的同时可能会产生高温腐蚀，同时要关注飞灰含碳量变化，以免影响经济性。共一百零八页 尾部(wi b)烟道（cage）的主要问题： 1、磨损（wear）：要核对设计时的尾部烟速值、消除烟气走廊、合适的防磨措施(cush)和注意挡板调温时的工况。2、低温腐蚀（low temperature corros

39、ion）（主要在预热器低温部位）：如何判断会否产生低温腐蚀：金属部件温度高于露点温度则不会产生低温腐蚀。防治措施：提高金属部件温度，如采用暖风器；降低燃料含S量。共一百零八页3、低温(dwn)省煤器进口氧腐蚀（oxygen corrosion at low temperature economizer inlet）（水侧腐蚀）：防治措施：控制给水中的溶解氧含量。共一百零八页简述(jin sh)超温爆管 诸多原因均会导致超温爆管，超温爆管可分为：短期超温：其表现形式为超温幅度大，管材会发生相变；长期超温：其表现形式为超温幅度小，无明显相变。为减少或消除超温爆管可采取下述措施：加强从设计、制造开始

40、的全过程控制；做好调整和试验工作（在合适部位安装测点）并严格运行(ynxng)控制；在试验基础上针对原不合理设计做好技术改造工作；选用合适材质的管子；建立在线寿命监测系统，以便能及时了解管束的超温情况。共一百零八页第五章 锅炉(gul)、压力容器和管系典型事故案例选编 chapter5 Typical accident cases for utility boiler ，pressure vessel and piping 廿世纪八十年代以来，全国电业安全形势不容乐观。在锅炉、压力容器和管系范畴内发生了不少起严重事故，如结焦、塌焦、除氧器爆破、主汽管和炉外管频繁爆破，还有锅炉断水(dun sh

41、u)烧干锅和安全门拒动等。上述事故导致厂房、设备严重损坏并人身伤亡。廿世纪末、廿一世纪初炉外管道和支吊架事故更呈上升趋势。 上述典型事故案例供参考、借鉴，以吸取事故教训，举一反三，采取措施，防止同类事故重演，确保电网安全可靠运行。共一百零八页第一节制造(zhzo)、基建及调试阶段案例一引进美国CE技术的控制循环汽包炉（600 MW ），配置三台(sn ti)锅水循环泵。电机线圈允许承受的最高额定跳闸温度为65（承受的极限温度为120）。平圩电厂 锅水循环泵电动机线圈烫损事故两例共一百零八页PPP注水阀除盐水冷却水升压泵冷却器冷却水过滤器下降支管下降支管电动机线圈转子下降总管密封装置基建(jji

42、n)事故案例一 平圩电厂炉水循环泵事故冷却要求：启动初期，用低温除盐水冷却。压力升至2 MPa后，切换为自身闭式循环。冷却水经过冷却进入电动机腔室，升压后对线圈进行闭式循环冷却。冷却水升压泵的作用是使电动机腔室内的压力能略高于泵体内压力。正常时高温(gown)水不会窜至电机腔室内(45 )。设备及系统布置见图。共一百零八页制造、基建及调试(dio sh)阶段案例一事故概况例一：#1号炉启动调试阶段，过滤器前后压差超过额定值，更换了过滤器滤芯，但未更换端盖钢制垫片(din pin)。在校验锅炉安全阀时，锅筒内压力升高，导致过滤器端盖法兰泄漏，随即该泵电动机线圈温度突升，线圈烫损。例二：#2号炉投

43、用初，冷却水系统管道上胀管式压力表铜制胀管破裂漏水，造成电动机线圈烫损。 共一百零八页制造、基建及调试阶段(jidun)案例一原因分析冷却水系统某一部件发生泄漏，则冷却水系统内除水量减少外，其压力亦会随之下降；当电动机腔室内冷却水压力小于泵体锅水压力时，高温(gown)锅水即会窜入电动机腔室，线圈温度瞬间就会升高，直至线圈烫损，绝缘破坏。 预防措施凡经拆卸过的钢制齿形垫一律不能重新使用。将易发生泄漏的胀管式压力表更换成可靠的隔膜式压力表。*烫损后，电机修理费要近百万元人民币（多为英国泰勒泵和德国KSB泵）共一百零八页制造、基建及调试(dio sh)阶段案例二冲管目的：去除炉管内表面氧化物及杂物

44、，清洁炉管，保护汽机。冲管要求：温度要变化、冲管系数1、靶板上不允许有0.8mm的点；此外，0.2 0.mm的点点， 10万小时，未及时安排普查，对薄弱环节更未能跟踪(gnzng)监检。 (3) 管内壁有蠕变裂源，并向外壁扩展，导致失效爆管。 共一百零八页机组投入商业(shngy)运行后发生的事故案例二教训： (1) 应禁用薄壁管。已用但暂不能更换的，应限期解决；在暂用期内应采取相应措施和加强监督。 (2) 对管系弯头、三通、阀门、直管及焊缝(包括热影响区)应按“金属监督规程” 及时(jsh)安排普查，对薄弱环节更应跟踪监检。 (3) 应考虑支吊架的非设计工况对管道一次弯曲应力的影响，要充分重

45、视支吊架的检验和调整。 共一百零八页机组投入(tur)商业运行后发生的事故案例三北京第一热电厂主蒸汽管联络管和上海吴泾热电厂主蒸汽管的防腐管爆破事故(shg) 97年9月和10月上述二厂NO.3和NO.4机先后发生与主汽管相连的小管道 (766 mm)的弯头爆破，事故使厂房、设备严重受损，该二台机组至爆破时分别运行了15年和33年。原因： 这两起事故均充分暴露了目前金属监督工作中存在的漏洞，即对这类管道重视不够，监督不力，尤其对运行时间已超过设计使用寿命的小管道没及时检修更换。共一百零八页机组投入商业运行后发生(fshng)的事故案例三教训： (1) 应举一反三，提出防范措施。应把此类管道与主

46、汽管同样对待，要认真落实责任制，抓好金属监督工作。 (2) 上述事故后，当时(dngsh)电力部副部长陆延昌曾提出(并有部发文)：对此类管道、弯头、三通和阀门，鉴于更换工期不长、费用亦不大，要求运行时间达10万小时的均应结合检修全部更换！ (3) 更换的部件、管材等应有合格证，更换前要复验。 (4) 更换时，应严格执行预热、焊接和热处理工艺，焊接热处理工作结束后应进行必要的NDT。 共一百零八页机组投入商业运行(ynxng)后发生的事故案例四概况(gikung) 89年8月29日晚，400 t/h炉，低压上水管爆破。 台州电厂NO2炉上水管爆破造成的人身死亡事故共一百零八页上水泵汽包 连续排污

47、阀（运行时常开）连续排污管除盐水箱低压上水管高压阀门节流阀生产(shngchn)事故案例四 台州电厂低压上水管爆破事故事故情况及原因 上水管二只高压阀门起隔绝作用。由于NO.2炉底部左侧排污节流孔堵塞及两只高压阀内漏，故高压、高温介质经高压上水门倒到低压上水管，加之设计(shj)时无疏水泄压和过压报警，导致超压爆破。（阀内漏原因为频繁排污、调停、热胀冷缩、振动、炉侧高温、高压介质冲击等）。共一百零八页机组投入商业运行后发生的事故(shg)案例四 措施： (1) 完善设计，高低压系统分开； (2) 提高阀门质量； (3) 上水完后应关紧、上锁并挂警告牌。 (4) 全面(qunmin)检查是否还有

48、类似高、低压连接情况。共一百零八页机组投入(tur)商业运行后发生的事故案例五淮北发电厂NO.2炉紧急(jnj)事故放水管阀门前管段爆破造成的人身死亡事故 机组容量为50 MW，爆破后因高温高压汽浪冲击，导致一司炉死亡。至爆破时该机组已运行了17年。 概况： 爆破前，因汽包水位升高，即将给水自动切为手动，仍无效，于是开启事故紧急放水隔离阀，并在盘上开启电动阀放水。稍后水位正常，在关闭隔离阀时，该阀门前管段（设计为766mm ）爆破，导致一司炉当场死亡。 共一百零八页机组投入商业(shngy)运行后发生的事故案例五原因分析： 1直接原因： (1) 管道规格和安装工艺不合要求：爆源在薄壁管（764

49、mm）上,焊缝及弯头过多，二焊口间节距150 mm ，不同管径和管壁厚度的管道对接时没采用大小头过渡。此外，紧急事故放水管布置不合理，且管系过长。 (2)启闭隔离门速度过快。 2 间接原因： (1)该厂基建阶段资料因火灾烧毁，故未能按要求移交生产，使运行单位对设备、管系等原始缺陷和验收情况不清楚。 (2)该厂对已保温好的炉外管道仅作水压试验而未定期拆除保温作进一步检查，于是原留下的缺陷就成了“被遗忘(ywng)的角落”，于是，事故的发生就成必然。 共一百零八页鉴于炉外管道爆破频繁发生(fshng)，现对确保其安全运行提出： 一些个人的看法 1所有炉外管道不应存在“被遗忘的角落” ，均应被编上号

50、并上档案(并附简单的系统图)。 2全面了解炉外管系上存在的超标缺陷。 3因76 mm的本体管路电力设计院无具体安装图（只出系统图），故应检查支吊架的安装及管道疏水管坡度是否合理，阀门布置是否便于操作。 4要特别重视高低压管路连接的隔绝情况，起隔绝作用的高压阀的质量，所能承受的压力及运行中是否挂警告牌或加锁。 5可根据现场实际情况来确定合理的检验(jinyn)周期，应利用大、小修分期分批进行，并把检验(jinyn)的情况登录、存档。切不可因拆装保温的工作量较大而忽略了该项工作。共一百零八页鉴于炉外管道爆破频繁发生，现对确保其安全运行提出： 一些个人(grn)的看法 6炉外管道的检验重点： (1)

51、 参数较高的部位。 (2) 管系中形状突变或应力集中的部位，即薄弱环节。 (3) 经常或可能要操作(cozu)的部位。 (4) 人员要经过的部位等。 7对高低压系统隔绝阀的操作要特别慎重，应由一人操作，一人监护。开一次门一定要缓慢，以便暖管并减少冲击。不合理的疏水坡度检修时应予更正。 8对巡视中发现的管系振动、水击等，应分析原因并及时采取措施。共一百零八页机组投入商业运行(ynxng)后发生的事故案例六 1.陕西秦岭电厂NO.1机组容量为125 MW，主汽管材质为F11，规格为27320 mm。至主汽管泄漏停机，该机组累计运行了4.7万小时。泄漏处为主汽管与电动隔离门对接焊缝母材一侧熔合线部位

52、。 停机检查发现，由于主汽管恒力吊架安装时弹簧压缩值调整不当，致使泄漏处主汽管轴向合成应力超过了该钢种(gngzhng)在运行温度下累计运行了4.7万小时后的断裂应力。管道支吊架失效引起管道开裂事故共一百零八页机组(jz)投入商业运行后发生的事故案例六 2.上海杨树浦电厂NO.33炉为220 t/h锅炉，主汽管管材为12Cr1MoV，规格为27320 mm。该机组在99年大修检查时发现主汽管开裂，此时距机组投运约22.7万小时。 大修检查时，发现焊缝熔合线处严重开裂（共二处）。经管系应力计算，此二处的轴向合成应力已分别大于和接近该钢种的许用应力。 上述二事故(shg)均与支吊架严重失效而导致主

53、汽管轴向合成应力超限有关。管道支吊架失效引起管道开裂事故共一百零八页 鉴于主汽管开裂、泄漏(xilu)事故频繁发生，为确保其安全可靠运行，现对支吊架检验与调整提出： 一些个人的看法该项工作的重要性： 对支吊架正确的检验和调整是控制管系应力水平及其对设备的推力(主要对汽机)和力矩，从而确保管道和设备长期安全运行的一项专门技术。 “支吊架检查与调整”应重点做到下列几条： 1.在有关的“金属监督规程”和“支吊架导则”中均已作出规定，即大机组运行了多少万小时(xiosh)后或大修时要对支吊架进行检验和调整，应遵照执行之。 2.必要时，即（1）检查表明，支吊架失效数量较多；（2）机组改造之后；（3）保温

54、材料重量有明显变化时，应对支吊架荷载进行调整和作应力分析。 3.对于高温(主汽和高再)管道的支吊架应做好停炉前后的检查和测量、大修时调整、热态时复核。 共一百零八页 鉴于主汽管开裂、泄漏事故频繁发生，为确保其安全可靠运行，现对支吊架检验与调整提出： 一些(yxi)个人的看法 4.对新建锅炉(gul)和投运年份较长的大型锅炉(gul)，要求在大修时对炉顶主要承力吊架用油压千斤顶实测其承载力并对比设计值，超标者应作调整。 5.应弄清支吊架膨胀方向，并注意冷热态间隙，对不该焊的部位绝不能施焊，以免影响膨胀，导致管道局部过应力。 6.新机组安装后应对支吊架作仔细调整，调整后必须拔除锁定销。 7.必要时

55、，应对运行时间超过10万小时的支吊架弹簧做特性曲线试验(可分批进行)。 8.应加强对新机组支吊架出厂前的产品质量验收。其项目应包括弹簧特性曲线试验(对变力弹簧吊架)、负载偏差率和恒定度试验(对恒力弹簧吊架)。 9.应将新机组和改造机组管道支吊架的安装质量要求列入锅检项目中，以便及时发现和处理其安装上存在的问题，确保正常运行。 共一百零八页鉴于主汽管开裂、泄漏事故频繁发生(fshng)，为确保其安全可靠运行，现提出：有关锅检中心对在役压力管道支吊架检验时的具体做法支吊架调整的主要内容是调整管道标高、负荷分配、规定的间隙、数值、减振器防振力与阻尼器行程分配等。1.支吊架调整前应检查(jinch)以

56、下技术资料： 管道支吊架设计、安装、运行的技术档案； 压力管道安装竣工图； 管道历次检修及更改的技术资料； 管道支吊架历次检验的记录及报告。共一百零八页2.支吊架调整前热态检查内容： a变力弹簧支吊架是否过度压缩、偏斜或失载； b恒力弹簧支吊架转体位移指示是否越限； c恒力和变力弹簧吊架的吊标偏斜角度应小于40。刚性(n xn)吊架的吊杆偏斜角度应小于30； d弹性支吊架总成是否异常； e刚性支吊架是否异常； f管道限位装置、刚性支吊架与固定支吊架处，在不受约束的方向，管系热态膨胀应不受阻； g管道运行中应无明显振动，减振器、阻尼器运行正常。 共一百零八页3.支吊架调整前的冷态检查内容： a

57、变力弹簧和恒力弹簧吊架的位移指示器的位置是否正常； b 各支吊架结构是否正常，转动或滑动部位是否灵活和平滑(pnghu)。支吊架根部、连接件和管部部件应无明显变形，焊缝无开裂； c 固定支架应牢固可靠，混凝土支墩应无裂缝、损坏； d 减振器结构应完好，液压阻尼器液位应正常且无渗油情况。共一百零八页4.支吊架调整前的应力计算和校核: a 应选用权威机构推荐的计算软件，如ASME协会推荐的管道应力计算软件； b 计算时引入的各项参数要与实际情况相符； c 对计算结果的正确性要进行验证，其方法可在管系中选几个(j )关键部位的支吊架，对这些支吊架进行标定，然后在冷、热态条件下将其实际受力和位移情况与

58、计算值比较，两者不应相差太大。共一百零八页5.“电站锅炉压力容器检验规程”对支吊架的检验要求： a 100MW及以上容量的机组主蒸汽管道、高低温再热蒸器管道的支吊架每年至少应在热态工况下逐个检查一次，并将检查结果记入档案； b 更换管道保温材料时，当新材料容重与材料相差10%时，应对支吊架作一次全面检查和调整(tiozhng)； c 在新装机组第一次大修时，应对管道支吊架根部、功能件、连接件和管部作全面检查；对有异常情况的支吊架应进行处理并做调整；支吊架检验项目和质量要求应按DL/T616执行。 d 汽水管道运行达8万小时后，应结合每次大修对管道支吊架进行一次全面检查；对有异常情况的支吊架应进

59、行处理并作调整，必要时应进行管系应力分析，支吊架检验项目和质量要求应按DL/T616执行。共一百零八页综上所述，不论是“一般提示”或者是“具体做法”，对于(duy)支吊架而言，其检查重点应是载荷和位移（包括值和方向），检查结果均应符合设计要求。膨胀是x、y、z三维的。按设计要求，不准动的则不能动，允许动的亦不能乱动， 而应有序地动。必要时要进行计算，计算应按成熟的、由权威机构推荐的计算软件来进行。其计算顺序为输入外部有关特性值，如管道长、管径、管壁厚、支吊架间距、弯头位置及保温情况等参数，计算结果将会表明应力水平和位移是否符合设计要求，若不符合，则应继续进行调整。共一百零八页机组投入商业(sh

60、ngy)运行后发生的事故案例七清河发电厂NO.7机组除氧器爆破造成九死五伤机组厂房严重毁坏的特大事故 该厂NO.7机组除氧器于 81.1爆破，该机组容量为200 MW，除氧器设计压力为0.49 MPa ，至爆破时共运行了三年多。 1基本情况： 爆破前带200 MW负荷。当时(dngsh)二、三段抽汽电动门关闭；因阀漏，故其漏流量已够除氧器加热用。由冷凝器补水， 并由NO.2低位水泵将有关各路水源送入除氧器。上午8：00交接班前，发现除氧器水位低，于是增大向凝汽器的补水。接班时，水位仅1.6 m(正常应为1.82.2 m)，即启动NO.1低位水泵，向除氧器补水。同时，打开二段抽汽电动门，以调整除