600MW鍋爐末級再熱器泄漏原因及處理

摘要：在火力發電廠的運行過程中，鍋爐受熱面的安全運行極為重要，是與鍋爐運行經濟性并存的重要課題。文章分析了某600MW電站鍋爐末級再熱器泄漏這一較為多發且典型的事故，對同類型機組末級再熱器泄漏的檢查預防提供了借鑒。

關鍵詞：鍋爐運行；鍋爐受熱面；末級再熱器；泄漏原因；火力發電廠 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK227 文章編號：1009-2374（2016）25-0075-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.036

1 概述

某廠鍋爐是由哈爾濱鍋爐有限責任公司引進三井巴布科克能源公司（Mitsui Babcock Energy Limited）技術生產的超臨界參數變壓運行直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐。型號為HG-1900/25.4-YM4。鍋爐再熱器由低溫再熱器和高溫再熱器兩部分組成。低溫再熱器布置于尾部雙煙道的前部煙道中，高溫再熱器布置于水平煙道中。

2 事件經過

7月30日17∶00分，#2機組負荷為500.00MW，給水流量：1371.3t/h，B側再熱器入口煙氣溫度607℃，能量通道棒圖18點顯示為44異常，就地聽音，爐內有異常聲音，通知運行繼續跟蹤。

8月6日23∶00分，#2機組負荷為300.19MW，給水流量：918.5t/h，B側再熱器入口煙氣溫度522℃，能量通道棒圖22點顯示為83異常，就地聽音，爐內異常聲音有擴大，機組停運處理。

8月7日18∶40分，啟動B引風機對鍋爐強制通風

冷卻。

8月8日10∶30分，鍋爐點檢及維護人員進入末再檢查發現，末再出口集箱頂棚處末再管爐左數第22屏的2、3、4、5和23屏2、3、4根破損，第22屏的1、6和23屏1、5、6根吹損，第24排的第3根吹損（以上管均爐前數），第22、23屏間頂棚破損1根吹損1根，原始爆口是第22屏的第4根。

爐左數第22屏爐前數第4根為原始爆口，本次爆管破損的管子有：末再管爐左數第22屏的2、3、4、5和23屏2、3、4根破損，第22、23屏間頂棚管破損1根吹損1根被吹損的管子有：第22屏的1、6和23屏1、5、6根吹損，第24排的第3根吹損（以上管均爐前數），第22、23屏間頂棚管吹損1根。

原始爆口（爐左數第22屏第4根，原始爆口）如圖1、圖2、圖3：

3 泄漏處理及原因分析

停爐后，進入末再檢查發現爐左側數第22屏爐前數第4根管異種鋼焊口T91側熱影響區處環向開裂，裂縫長度超過管圓周的一半多，此為原始爆口（圖4）。

原始爆口為異種鋼焊口的熱影響區。材質T91/TP347H，規格φ51×4MWT，破損及吹損管子材質TP347H，規格φ51×4MWT，頂棚管材質SA-213 T12，規格φ63.5×9.0MWT，本次爆管共更換管子15根，TP347管材直管13根，長度1200mm，頂棚管2根，長度1200mm，共計30道焊口，X射線檢驗全部合格。

導致末再管爆破的主要原因分析如下：

3.1 鍋爐廠焊口原因

從上面照片可以很清楚地看到，鍋爐廠在異種鋼焊接接頭T91與TP347H管子端部內壁均存在削薄區域，T91管內壁還明顯有車削留下的刀痕，這勢必會削弱管子的強度，使得該區域成為管子結構上的薄弱區。而且內壁削薄短的粗糙加工刀痕會造成應力集中，進一步削弱該區域的軸向承載能力。

焊接接頭兩側管子端部內部存在壁厚削薄區域，當工質經過由削薄形成的臺階及焊縫根部凸起的臺階時，在特定條件下工質流場有較大改變，造成削薄段近內壁工質流速減緩，冷卻能力下降，從而造成局部溫度較大幅度提高。

異種鋼焊口T91側熱影響區處環向開裂，由于焊接接頭兩端部削薄結構對工質流場的影響，細微的變化（如削薄臺階和焊縫凸出的大小和形狀、削薄段內壁加工刀痕的粗糙程度等）即可能造成較大的影響，是由于焊接接頭兩側管子端部內壁削薄結構在特定條件下造成的工質流動變化引起的局部超溫，在結構薄弱（壁厚削薄）區域，受較大的管圈熱脹應力而發生的蠕變開裂，這是爆管的主要原因。

3.2 材質原因

對爆破管子焊口上下部分進行材質確認為T91與TP347H，吹損管子焊口上下部分材質為T91與TP347H，與設計材質一致，故可排除用錯材質導致爆管的原因。

3.3 檢查不到位原因

大修期間策劃受熱面防磨防爆檢查由兩個不同的檢修公司來完成，兩個小組分別對#2機組受熱面進行了全面細致的檢查，并對該部位做了著色及X射線檢查均未發現有異常，故可以排除因檢查不到位而引起的爆管。

對原始爆口管檢查情況發現，生產廠家在焊接接頭兩端部削薄結構，這必然會降低爐管的強度，使得此區域成為管子結構上的薄弱區，而且內壁削薄短的粗糙加工刀痕會造成應力集中，進一步降低該區域的軸向承載能力，此為爆管的主要原因。加之機組偶爾的超溫運行，導致運行中發生爆裂。

4 暴露問題及防范措施

經詳細檢查發現，#2爐末再出口異種鋼焊口兩端部存在削薄，嚴重危害機組安全運行。針對此類不安全隱患立即組織了排查和整改：（1）對#2爐末再出口管異種鋼焊口由爐內改到爐外大包內盡快制定改造方案并完成相關的材料等備件及時采購；（2）提高焊接質量和質量檢驗水平，防止因焊接問題造成爆管。在大小修期間對老化的磨損較大的受熱面進行了大面積的更換。鍋爐的換管工作承包給有資質的火電安裝公司進行焊接，并聘請第三方有資質的檢驗檢測機構對焊口進行探傷檢查，出具詳細的審查合格報告；（3）鍋爐停運后，對具有同樣材質的焊口進行逐一排查檢驗，同時對磨損較為嚴重的受熱面進行測厚抽查，主觀上降低了由于設備老化磨損泄漏的幾率；（4）對高溫高壓部位的管材使用前做金屬檢驗。鍋爐運行做到逢停必查，有針對性地對T91與TP347H焊口建立檢驗檢測臺賬，主觀上掌握焊口的劣化趨勢。對存在缺陷的管子及時進行處理，同時加強與有資質的檢驗檢測機構的合作，及時處理運行中出現的問題，確保設備的健康運行。

在相鄰的#1機組停爐時對相關受熱面進行了仔細排查后，發現也存在末再出口異種鋼焊口兩端部存在削薄的現象，由于整改及時，避免了同類型問題的再次發生，收到了良好的效果。

5 結語

在火力發電廠運行過程中，鍋爐受熱面的安全運行對整個機組的安全與穩定起著重要的作用。由于鍋爐四管泄漏事故必須故障停爐，整臺機組的安全經濟性受到極大威脅，所以鍋爐爐管的防磨防爆檢查工作尤為重要。掌握典型的爆管案例，建立健全相關受熱面的維護檢查臺賬，了解相關受熱面的劣化趨勢，對預防受熱面泄漏有重大意義，因此必須堅決做好鍋爐爆管事故的分析工作，弄清楚造成受熱面泄漏的具體原因，同時制定對應的預防措施，防止同類型的泄漏事故反復發生。

參考文獻

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作者簡介：陳菲菲（1988-），女，海南海口人，廣東省特種設備檢測研究院汕頭檢測院助理工程師，研究方向：熱能與動力工程。

（責任編輯：王 波）