HG-2008 186-M型锅炉再热器爆管分析
锅炉爆管的原因分析及处理措施
锅炉爆管的原因分析及处理措施一、过热器与再热器爆管的主要原因锅炉过热器与再热器爆管的原因主要是由于过热器与再热器温度过高，磨损严重。
管路被腐蚀等原因造成锅炉爆管。
在现场检验中查出由于金属过热造成爆管的事故占爆管事故的百分之三十，磨损原因和腐蚀原因的爆管事故各占百分之十五，焊接质量不合格的爆管点百分之三十，其它原因点百分之十五。
1.因管材的质量而引发的锅炉爆管。
在过热器与再热器爆管原因的分析时还要注意管材的产品质量，这也是爆管的主要原因之一。
管材的自身存在着一定缺陷。
如：加渣，分层等，在锅炉运行时如果管壁受液体的压力和温度的影响，造成过热器与再热器爆管。
其爆管开裂处一般成圆形。
爆裂原因非常明显．就是由于管材自身的质量原因造成的爆裂。
所以在管材的选择上要严把质量关，避免因管材质量而引起的锅炉爆管事故发生。
2.焊接质量差引起的锅炉爆管。
在锅炉的建设与维护中．要注意由于焊接质量不合格引起的锅炉爆管。
焊接质量不合格主要是由于焊接缝中存在杂质．焊接中封闭不严存有细小的孔洞．焊接缝不牢靠和焊接时存有焊瘤而引起的爆管事故的发生。
在锅炉的正常运行中．由于焊接原因发生的泄漏事故时有发生，从事故原因分析来进行检验，焊缝焊接质量差，焊接时存有焊瘤是泄漏的主要原因，在检查过程中，泄漏点主要分布于焊缝的熔合线和热管区域内。
3.长期与短期过热的锅炉爆管。
在锅炉运行时，由于受热面温度超过设计温度，造成过热器爆管，这类爆管可分为短期超温和长期超温两种类型，主要原因是受热面温度过高，管材金属超过允许使用的极限温度，造成管材组织结构发生变化，减少了受压能力。
管体在内压的作用下产生了结构变形，最后致使超温爆管。
在检查因短期超温过热爆管的原因时，要进行较为细致的分析。
锅炉在受热面内部工质短时间内换热状态严重恶化，会造成管壁内温度急剧上升，导致管体强度下降，金属过热引起爆管。
过热原因是由于汽水流量分配不合理，内部温度过高，管体内出现结垢，管材质量不合格等原因。
某厂锅炉再热器管开裂原因分析
某厂锅炉再热器管开裂原因分析厂锅炉再热器管开裂的原因可以从以下几个方面进行分析：1.运行条件不稳定：锅炉再热器在运行过程中承受着高温高压的工况，如果锅炉运行条件不稳定或者频繁启动停机，会导致再热器管的温度和压力出现剧烈波动，增加了再热器管的开裂风险。
2.设计质量问题：再热器管的开裂可能与设计质量有关，例如管壁厚度不足、管材选择不当等。
如果再热器管的设计质量不过关，会导致在高温高压工况下，管壁无法承受内外压力的作用而开裂。
3.材料问题：再热器管材料的选择对其使用寿命和性能有重要影响。
如果选择的管材质量低劣或者有缺陷，比如含有过多的杂质、未经过合理的热处理等，会导致再热器管的脆性增加，容易发生开裂。
4.再热器管维护不当：再热器管长时间运行后，会因受到高温高压作用而积累一定程度的疲劳损伤。
如果在维护过程中未能及时发现并处理这些疲劳损伤，会导致再热器管的强度逐渐下降，最终出现开裂。
5.火焰腐蚀：再热器在使用过程中，火焰中所含的大量酸性物质如硫、锰等会与再热器内部的管壁发生化学反应，产生火焰腐蚀。
火焰腐蚀会导致再热器管壁表面腐蚀剥落，进而降低管壁的厚度，使再热器管更容易开裂。
6.水质问题：再热器管中的水质对再热器管的腐蚀和开裂也有一定影响。
如果水质中含有过多的氧气和碱性杂质，会加速再热器内部金属材料的腐蚀速度，导致再热器管壁变薄，容易开裂。
针对这些可能导致锅炉再热器管开裂的原因，厂方可以采取以下措施：1.加强设备运行稳定性，合理规划锅炉运行和停机计划，避免频繁启停对再热器管造成的冲击。
2.对锅炉再热器的设计过程进行严格把关，确保管壁厚度符合要求，材料选择合理。
3.定期对再热器管进行维护检查，及时发现并处理疲劳损伤，避免因维护不当导致再热器管开裂。
4.控制锅炉燃烧过程中火焰中酸性物质的含量，通过优化燃烧工艺和配比减少火焰腐蚀对再热器管的损伤。
5.定期检测锅炉水质，采取适当的水处理措施，控制水质中氧气和碱性杂质的含量，减少对再热器管的腐蚀影响。
二次再热超超临界锅炉屏式过热器爆管原因分析及处置
二次再热超超临界锅炉屏式过热器爆管原因分析及处置深摘要：新建燃煤发电机组锅炉在安装过程中，对锅炉内部清洁度施工管理要求较高，若锅炉内部异物检查措施不完整、管控力度不够、异物清理不彻底，会导致受热面管堵塞爆管。
本文通过某新建电厂2*1000MW二次再热机组#3锅炉屏式过热器异物堵塞爆管的案例，介绍了屏式过热器异物堵塞爆管的原因、异物残留的种类、处置方法及锅炉清洁度施工的控制措施，为国内同类新建发电机组的锅炉清洁度控制提供经验借鉴与参考。
关键字：二次再热过热器爆管异物堵塞1、前言新建燃煤发电机组锅炉在安装过程中，对锅炉内部清洁度施工管理要求较高，若锅炉内部异物检查措施不完整、管控力度不够、异物清理不彻底，会导致受热面管堵塞爆管。
作为百万超超临界锅炉，汽温、汽压等参数随着机组容量的加大而升高，同时锅炉受热面一般设计有较多节流孔，都无形中提高了对锅炉受热面的清洁度要求。
锅炉安装过程中内部清洁度的控制要从设备到货直至启动试运行，形成一套完整的异物检查、清理措施，彻底清除设备内异物，才可避免锅炉因异物堵塞造成的爆管事故发生。
2、设备概况某电厂二期工程3、4号炉是东方电气集团东方锅炉股份有限公司设计、制造的2台1000MW的二次再热高效超超临界参数变压运行直流锅炉。
过热器系统按烟气流程依次为：屏式过热器、后屏过热器、高温过热器、包墙过热器。
其中屏式过热器布置在炉膛上部区域，在炉深方向布置了2排，两排屏紧挨着布置，每一排管屏沿炉宽方向布置19片，共38片屏，每屏22根管。
屏式过热器蛇形管均由集箱承重并由集箱吊杆传至大板梁上。
为调整流量使同屏各管的壁温比较接近，在屏过进口集箱上设置了有φ20mm、φ18mm、φ16mm、φ14mm、φ13mm、φ12.5mm、φ11.5mm、φ11mm、φ10.5mm和φ10mm十种规格不同的节流孔。
3、背景介绍#3机组于2021年7月28日完成168小时试运行后停机消缺，2021年8月25日再次启动，26日17:28分#3炉大包顶部测点发出泄露报警，同时现场检查发现大包四周有蒸汽冒出，初步怀疑大包内有受热面泄露，继续监测运行至2021年8月30日，冒汽现象未消失，且随机组负荷加减变化，判断大包内泄露概率较大，为防止伤害扩大，决定停机查漏、消缺。
电站锅炉再热器爆管原因分析及对策
维普资讯
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３ ８・
锅
炉
制
造
总第 ２ ０期 １
屏 再工作 过程 中的应力 情况 ： １ 运行 时 的 内压 应 力 ； ）
风 率设 计值 为 ６ ． ％ ， 际工况 小 于 ５ ％ ） ， １７ 实 ０ 造 成 炉 内燃 烧 工 况 紊 乱 ， 烧 器 着 火 推 迟 ， 焰 拉 燃 火 长 ， 焰 中心 上 移 ， 膛 出 口烟 温 升 高 ， 炉膛 出 火 炉 使 口两 侧烟 温偏 差 明显增 大 ， 侧 再热 器过 热爆 管 。
丁家 兴
（ 尔滨锅炉厂有 限责任公 司 ， 哈 黑龙 江 ， 尔滨 １０ ４ ） 哈 ５０ ６ 摘 要： 针对 Ｈ Ｇ一１２ ／ ８ ２一Ｐ ０５ １． Ｍ ２型锅炉 ， 从设计和运行 等方面 分析 了再 热器爆 管的多种 原 因， 并且 提 出
了预 防措 施 。
关键词 ： 电站锅炉 ； 再热器 ； 爆管
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第 ４期
２０ ０ ８年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ４ ．
ＢＯＩ ＥＲ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩ Ｌ ＮＧ
Ｊ １２ ０８ ｕ．０
文章 编 号 ：Ｎ ３—１４ （ ０ ８ ０ Ｃ２ ２ ９ ２０ ）４—０３ ０ ０ ７— ３
电 站 锅 炉 再 热 器 爆 管 原 因 分 析 及 对 策
Ｄｉｇ Ｊａ ｉｇ ｎ ｉｘｎ
（ ａｂｎＢ ｉ ｒＣ ． ｔ． Ｈ ｒｉ １０ ４ ， ｈｎ ） Ｈ ｒｉ ｏ ｅ ｏ Ｌｄ ， ａｂｎ ０ ６ Ｃ ｉａ ｌ ５
Ａｂｓｒ ｔ Ｔｈ ｓ ｐ ｐｅ ｎ ｌ ｓ ｈ ｅ ｓ ｎ ｆＲＨ ｕ ｅ ｒ ｐ ｕ ｅ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｓｇ ｎ ｎｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ， ｔ ａｃ ： ｉ ａ ｒａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ｓ ｏ ｔ ｂ ｕ ｔ ｒ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｄｅ ｉｎｉ ｇ ａ ｏ ｔｏ ｉ ｎ ａ ｄ ａ ｖ ｎ ｅ ｓ ｍｅ ｐ ｅ ａ ｔｏ ｒ ａ ｕｒ ． ｎ ｄ ａ ｃ ｏ ｒ ｃ ｕ ｉｎａｙ ｍｅ ｓ ｅ Ｋｅ ｒ ：ａ ｇ ｏ ｒｓａ ｉ ｎ； ｅ ｅ ｔ ｒ ｒ ｐ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｌｒ ｅ ｐ ｗｅ ｔｔｏ ｒ ｈ ａ ｅ ； ｔ ｒ ｕ
热水锅炉低压运行爆管事故的原因
热水锅炉低压运行爆管事故的原因热水锅炉低压运行事故的分析〔二〕管壁结垢直接导致了水冷壁管的过热损坏 1．锅炉受热面金属的温度总是高于其中工质的温度。
当管壁受热面较清洁时候，由于热量被水汲取而得到充分的冷却，受热面金属的强度在安全工作的范围内。
但是，如果受热面结了水垢，金属的状况就会发生向不安全的变化。
关于碳酸盐水垢来说，它的热阻是一般钢的几十倍。
受热面水垢的存在阻止了金属热量的释放。
直接引起管内壁热储量增加，导致管壁温度增高。
当管壁结1mm的水垢时，管壁温度将生高100℃以上，而管壁温度升高导致钢材的强度下降。
而从现场水冷壁的颜色判断，损坏管处的壁温确实曾经超过500℃以上。
所以结垢使管壁超温过热，强度下降，最终导致破裂。
2.水垢和钢材的热膨胀系数不同，这又导致垢层局部开裂或脱落，这使较低温度的热水与温度相当高的管壁相接触，引起管壁温度的庞大变化，并使管内壁受到冷热应变，产生庞大的应力。
以致使管子发生很多裂痕。
3.管壁温度升高，管子就会发生伸长，因而造成顶棚管和水冷壁管的凸出变形。
〔三〕低压运行下，过冷沸腾是导致水冷壁管结垢的主要原因1.本炉为上锅筒进水和出水，属于自然循环的热水锅炉。
自然循环的热水锅炉是靠上升管和下降管水温不同而造成的重度差形成水循环动力。
水循环安全可靠的必要条件是各回路和各回路的热偏差管都处于稳定的循环状态。
而在热水锅炉的上升管中，当局部热负荷较大或工作压力较低时，在管内可能产生过冷沸腾。
因为在压力低的状况下，水的饱和温度也降低。
在发生过冷沸腾时，如果靠近管壁的过热水层厚度不大，则在受热面形成的气泡可能直接与欠热水接触，此时的气泡根部是蒸发过程。
在气泡超过过热水层是蒸汽冷凝过程。
气泡的蒸发和冷凝严重时可引起水击，从而导致锅炉部件的损坏。
热水锅炉进行锅外化学处理的补水硬度为0.6毫克当量/升，比蒸汽锅炉大20倍。
管内的过冷沸腾将直接导致在汽化点四周结垢加剧。
因此关于热水锅炉来说过冷沸腾是很危险的。
锅炉高温过热器爆管原因分析及防范措施
锅炉高温过热器爆管原因分析及防范措施【摘要】高温过热器是锅炉的主要构件之一，高温过热器爆管事故的发生不仅给电厂企业带来安全隐患也会造成较大的经济损失。
本文作者通过对高温过热器爆管事故原因进行分析，并提出了相应的防范措施，希望本文可以应用于其他同类型管材，对有效解决高温过热器爆管事件提供解决方法，具有一定的理论和显示意义。
【关键词】高温过热器；爆管；原因分析；措施1、前言随着社会的不断进步与发展，我国电力工业建设也在改革发展大潮中大步前进，在此期间，在电力行业范围内涌现出了各种类型的火力发电机组，这些锅炉具备较为复杂的运行结构及运行原理，这将导致锅炉内并联管的吸热量发生变化。
高温过热器管是锅炉内部的主要构件之一，由于始终工作在恶劣的环境中，长期被飞灰、烟气以及火焰等所笼罩致使其失去效能，当高温过热器管的工作条件及设计工况受恶劣环境影响出现偏差时，就会使其构成材料的组织与性能发生变化，进而造成锅炉高温过热器爆管，严重影响了火力发电机组的安全运行，给电力工业带来较大的安全隐患及经济损失。
因此，对锅炉高温过热器爆管原因进行分析并提出解决措施具有一定的现实意义。
2、锅炉高温过热器爆管检查分析2.1宏观检查分析本文作者对某电厂2*100MW锅炉高温过热器爆管事故进行分析。
技术工作人员在锅炉停止工作后采用内窥镜设备对高温过热管入口的相关部件进行检查，在过热管座节流孔板、U型弯管的底部均没有发现问题亦没有堵塞物。
经过细致的排查后，技术人员发现高温过热器管是沿着纵向开裂的，爆破的外形似喇叭，爆裂口边缘呈薄刀片状，经过技术人员的反复检查认为过热器管爆口是韧性撕裂破损所致，爆管后管径粗涨了23%，这种现象是由于过热器管短时间受高热所致。
除此之外，过热器管的其他部位由于受热也出现管壁变薄的现象，但管径粗涨程度未受到较大影响，管壁厚度仍在技术标准范围之内。
2.2微观组织检查分析技术人员通过对高温过热器管爆管口相关组织进行检测发现爆管处出现许多小裂纹，有些地方由于温度过高出现撕裂的小孔洞，其显微组织也发生了变化，形状变为条带状，过热器管的碳化物也出现了一定程度的球化现象。
锅炉再热器爆管原因浅析
求， 电站装机容量不断的提 高。大量高参数 ， 大容
量 的 电站 锅 炉投 入 使 用 。 目前 ， 大 型 电站 锅 炉 爆 管 事 故 已成 为 影 响 电厂 安 全 生 产 和 生 产效 率 的 重要 因素 。据 统计 ， 近 十年 期 间全 国 ３ ０ ０ ＭＷ 以上机 组共
置 不合 理 导致 烟 气 流速 、 热 负荷 不 均 匀 ， 局部 磨 损 、 超温， 导致 爆 管 。
等硬颗粒高速冲刷管子表面， 使管壁减薄爆管 。常 发生在再热器烟气入 口处 的弯头 、 出列管子和横 向 节距不 均匀 的管 子上 。
２ ． ４汽侧 的氧 腐蚀
在腐 蚀 介 质 和 循 环 应 力 的共 同作 用 下， 管 内 的 介质 由于水 中氧 的去 极 化作 用 ， 发 生 电化学 反 应， 在 管 内的钝 化 膜 破 裂 处 发 生 点 蚀 。主 要 在 停 炉 时 产
发 生锅 炉 事故 约 为 ３ ０ ０ ０ 次， 其 中锅 炉受 热 面 泄露 事
故为 ２ ０ ０ ０多次 。在 锅 炉爆 管 事 故 中因再 热 器 爆 管 造 成 的事 故 也 占了很 大 的 比例， 新 机 组投 产 量 和 参
再 热 器受 热 面管 壁 温 度 长期 处 于 设 计 温 度 以
・
５ ４・
新疆 电力技术
生， 先在再热器的管弯头内壁产生点状或坑状腐蚀，
然 后扩 散 到外表 面ｐ 。
２ ． ５应 力 腐蚀 裂纹
２ ０ １ ６ 年第４ 期 总第２ １ １ 期
３ 案例 分析
３ ． １概 述
某 发 电厂 １ 号锅 炉 ＨＧ 一 １ ０ ６ ５ ／１ ８ ． ５ 一 Ｙ Ｍ１ 型 系 哈 尔 滨锅 炉股 份有 限公 司生产 ， ２ ０ １ １ 年１ 月并 网发 电 ， 运 行至 ２ ０ １ ５ 年４ 月， 墙式再热器管发生爆管 ， 相 关 专 业 人 员赶 赴现 场进行 分 析处 理 。
一次锅炉过热器爆管原因分析
一次锅炉过热器爆管原因分析某电厂一台130吨锅炉安装投产两年多，设备运行正常，在一次停炉检修后的一个月左右的时间里，锅炉的过热器连续出现三次爆管。
标签：烟道的中间部位；涨粗；强度降低；安全门；高温烟气1现场检查原因分析（1）三次爆管的过热器管径均为42*3.5，距离两侧墙体均在1.5米至2.5米处，基本是处于烟道的中间部位。
（2）爆管管子表面检查，断口边缘较钝，长度7-11cm，爆口周围分布有纵向裂纹和横向裂纹，纵向裂纹间隔为5mm左右，横向裂纹间隔15mm左右，管子有涨粗现象。
管壁没有明显减薄。
（3）检查周围管道，内部干净没有结垢现象，联箱打开检查也没有结垢现象。
（4）对爆管管子送电科院做晶相检查确认：认为过热器长期在过热状态下运行，导致金属晶格变粗，强度降低，导致爆管。
（5）第一次爆管后，就对周围过热器进行了检查，没有发现再有过热现象的管子，可是经过一段时间运行，在这一区域的管子仍出现了两次爆管。
一般过热器爆管主要有两种原因是：一是管内的蒸汽流速降低，不能及时冷却被高温烟气冲刷的管壁，造成管壁过热爆管。
从现场检查的情况看，管壁内部没有结垢现象，排除水质不合格造成管壁结垢，减少通流面积，降低蒸汽通流速度，导致传热恶化，过热器管子爆管。
二是过热器管子壁厚磨损超过允许厚度，管壁减薄无法承受管道内部的压力造成爆管。
现场检查情况管子没有减薄，排除管壁因磨损减薄造成的无法承受管道内部的压力造成爆管。
〖HT5H〗2分析结论锅炉的蒸汽是在汽包内汇集的，然后通过过热器进行加热，汇集到过热器集箱，再流向汽轮机。
正常情况下，过热器安全门起坐压力设定较低，汽包安全门设定较高，锅炉超压时，过热器安全门先起坐，当压力继续上升时汽包安全门才开始起坐。
这一次是过热器的脉冲安全门出现连续起坐、回坐不稳定后，锅炉设备无法正常工作运行，就将过热器脉冲安全门退出了运行，用汽包脉冲安全门控制锅炉运行防止超压。
在这种运行方式下，锅炉压力超过正常后，过热器安全门不动作，饱和蒸汽从汽包安全门起坐，蒸汽从汽包安全门排入大气，过热器段的蒸汽进入量减少，流速降低，以致发生倒流，不能及时冷却过热器管壁，过热器管壁在高温烟气的冲刷下，出现了超温，导致金相颗粒变粗，强度降低，造成爆管。
HG-2008 186-M型锅炉再热器爆管原因分析及对策
用四 角 布 置 摆 动 式 直
流双切园燃烧器 ,在炉
膛中 心 形 成 两 个 直 径
不同的假想切圆 ,其直 径分别为 Φ1 88412 mm
和 1 77114 mm。配套 6
台 RP1003 型中速碗式
磨煤机 ,采用正压直吹
系统 , 燃 烧 淮 南 烟 煤 。
切向 燃 烧 的 直 流 燃 烧
器 ,由于流动的惯性作
过热 1
过热 1
表 2 2 号炉再热器过热爆管情况统计
年度 时间
部位
02126/ 01 :40 后屏再右数 5、8 号排 1 号环前下弯头 EL57 11129/ 22 :47 后屏再右数 26 号排 1 号环前下弯头 EL54 1994 12120/ 22 :30 后屏再右数 29 号排 1 号环前下弯头 EL55 12131/ 19 :05 后屏再右数 28 号排 1 号环前下弯头 EL55 1997 08113/ 22 :35 后屏再右数 4 号排 4 号环前下弯头 EL57 1999 02105/ 22 :56 后屏再右数 5 号排 2 号环 EL65
(2) 由于磨煤机出口至燃烧器一次风管长短不 一 ,阻力不同 ,有必要通过试验调整使同层四角一次 粉尽量均匀 ,特别是投停磨煤机时 ,更要及时调整 , 使火焰中心不偏斜 。
～260 ℃,见表 3 。
表 3 再热器烟温偏差值 (1999/ 4/ 8 9 :15 CRT值)
炉次 1号 2号
机组负荷/ MW 48215 42014
右侧烟温/ ℃ 856 75513
左侧烟温/ ℃ 偏差/ ℃
592
264
60219
15214
212 管屏内蒸汽流动所产生的热偏差 21211 屏间流量偏差
锅炉过热器爆管原因分析
温。
低负荷运行 时 ， 要控制好减温 水量 ， 防止减温 水量
管。
，
１ 、 加强炉水 检测监 督 ， 使 炉 水 含 盐 量 维 持 在
规定范 围内 ，并要加强定期排 污、连续排 污 的管 理， 消除汽水分离装置缺陷 ， 防止饱和蒸汽带水使 过热器结垢 。 ２ 、 正确调 整运行 方式 ， 根 据负荷 的变 化及 时
调 整燃 料 与风 量 配 比 ， 防止 火 焰 中 心上 移 、 偏 斜 造 成 水 冷壁 结 焦 而 使 过 热 器超 温 。控 制 炉 膛 出 口温 度 及 过量 空气 系 数 在 规定 的 范 围 内 ，使 水 冷 壁 辐 射 吸 热量 与对 流 过 热 器 吸 热 量 增 大 。另 外 ，锅 炉
２ 、 锅炉 的燃烧 系统调整 不 当 ， 燃 料 风 量 配 比
不合 理 ， 使 火焰 中心 上移 、 偏高、 偏 斜或 过长 ， 水 冷壁结焦 ，导致炉膛 出 口温度升高 ，使过热器管
壁超温 。
３ 、 当 燃 料 中水 分 、 灰分增加 ， 炉膛负 压加大 ，
炉膛过量空气系数增大或锅炉 给水量降低 ，都会
一
２ ８—
热。
、
爆 管 原 因 分 析
１ 、 水 处理 环节 监督 不 严 ， 炉水 含盐 量 大 ， 锅 炉运 行水 位偏 高及 汽 水分 离装 置 失效 或部 分 失 效， 使 饱 和蒸 汽 带 水 ， 引 起过 热 器 管 内结 垢 ， 传
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HG-2008 186-M型锅炉再热器爆管分析
平圩发电有限责任公司(淮南 232089) 李义成
Fa ilure i n HG-2008 186-M Boiler Reheater Tube and its Remedy
L i Y icheng
P ingw ei Pow er L td.Co.
H uainan232089
关键词 锅炉 再热器 爆管
摘 要 从炉内烟气流动工况及管内蒸汽流动工况分析H G22008 1862M型锅炉再热器多次发生爆管的原因,并提出处理的对策。
我厂600MW机组配置的再热器的蒸汽流程为:汽机高压缸抽汽经事故喷水→半辐射式再热器(墙式)→后屏再热器(低温)→末级再热器(高温),顺流布置。
后屏再热器布置在水冷壁折焰角上方,沿炉宽方向48排,横向节距381mm,每排受热面由18环“U”形管组成。
最外环进口段为12C r2M oW V T i B(含下部弯头),出口段为T P304H;次外环进口段为12C r2M oV,出口段为12C r2M oW V T i B;外数第3～5环出口段为12C r1M oV;其它管材均为15C r M o。
烟气进 出口温度99111 85319℃,蒸汽进 出口温度35911 47911℃,最外环出口段管子外表面温度612℃(100%M CR)。
末级再热器布置在水平烟道内,沿炉宽方向72排,横向节距254mm,每排受热面由12环“U”形管组成。
外数第1～3环进口段为12C r2M oW V T i B,出口段为T P2304H;4环以后为12C r2M oV。
烟气进 出口温度84611 77111℃,蒸汽进 出口温度47911 540℃,最外环出口段管子外表面温度610℃(100%M CR)。
再热器蒸汽温度通过改变炉膛火焰中心高度调节。
经厂金属室及安徽省电力试研所检验为长期超温爆管,金属组织球化(4～5级)及高温腐蚀严重;抽样检查外壁氧化皮厚0143～2114mm,管材的机械性能下降,产生蠕变及裂纹。
1 爆管原因分析
该炉膛宽18542mm,深16432mm,宽深比为11128∶1,燃烧器采用4角布置摆动式直流双切圆燃烧器,在炉膛中心形成2个直径不同的假想切圆,直径分别为188412mm和177114mm。
配备6台R P1003型中速碗式磨煤机,采用正压直吹系统,燃烧淮南烟煤。
切向燃烧的直流燃烧器好像在炉底布置了一只巨大的旋流燃烧器,由于流动的惯性作用及引风机的牵引作用,在炉膛上部存在残余旋转,从上往下看为逆时针旋转。
由于炉顶屏过、屏再向下延伸的空间有限,造成炉膛出口及水平烟道存在较大的旋转气流,旋转气流经叠加后右侧比左侧大,使得再热器所在的烟道中烟速分布不均匀,造成炉膛中温度分布的偏差,尤其对燃烧高含碳量低挥发份的煤种,再热器区域的烟温偏差更加严重,导致右侧再热器长期超温,频繁爆管,左右侧烟温偏差为150～260℃。
112 管屏内蒸汽流产生的热偏差
(1)屏间流量偏差
再热器联箱间的汽流通过三通引入流出,存在涡流,使该处的管屏流量减少,屏间热偏差增大,增大了超温爆管的可能性。
切向燃烧锅炉再热器的集箱一般采用三通结构,同样存在涡流区,对集箱中的静压分布和支管入口阻力系数都产生影响,使该区域管屏中的流量大为减少,而燃烧侧热负荷较高的区域往往位于进口三通附近,如果这两种偏差叠加,极易造成进口三通附近管屏超温爆管。
我国目前采用的屏间流量计算方法中,都是将离散的集箱管组简化成连续模型,如采用一条抛物线来代替集箱中静压分布。
对于以三通结构
12
1999年第12期华东电力
从径向引入流出的集箱系统,没有充分认识到进口三通附近涡流区对管屏的影响。
(2)同屏热偏差
同屏中各根管子进出口汽温有很大的偏差,热偏差系数(外圈管的焓增与平均焓增之比)高达113～211;同屏各排管子受炉膛或屏前烟气辐射的角系数也不同,因而各排管子的吸热量有很大的差距,面对炉膛或屏前烟气辐射的第一根管子所接受的辐射热量最强,往往达到各排平均吸热值的好几倍。
一般屏的总吸热量中,屏间辐射热量约占50%,屏前烟气或炉膛向屏的辐射热量约占20%～40%,对流吸热量约占15%～30%。
所以屏的吸热以辐射为主,而且同屏各管排列比较密(间距与管径之比S D=111～113),管子与管子之间往往被积灰所填满,使管子发生对流换热的受热面积与辐射受热面积接近。
屏中各管段(外圈管、中间管、内圈管)接受辐射面积不同,中间管只受到两侧烟气的辐射;外圈管除了受到两侧烟气的辐射外,底部弯头直接受到高温烟气的辐射。
另外,外圈管子长,且流动阻力大,流量小。
内圈管变为“U”形自夹管后成为受到四面烟气辐射的管子,底部局部吸热量也很大。
因此,外圈管、最内圈管吸热量大、偏差大。
从现场爆管及变形胀粗管材部位来看,都符合这个规律。
113 金相分析
爆管管材主要是15C r M o、12C r1M oV、12C r2M oW V T i B(钢研102),管材外壁温度设计值分别为550、580、610℃。
爆口的特征为有明显的胀粗,有大量的轴向裂纹,爆口的边缘有典型的蠕变过程中产生的三晶粒交界处的裂纹,爆口附近的组织中有碳化物析出,向火侧球化严重(4～5级),但晶界清楚,没有相变组织产生,爆口微观组织为贝氏体+粒状碳化物。
但未超过相变点(12C r2M oV A c1=774～803℃,12C r2M oW V T i B 中A c1=820～845℃),管壁内外都有氧化皮生成,表现为长期超温。
对10根不同部位爆口管子抽样测量,内外壁氧化皮厚度见表1。
表1 内外壁氧化皮厚度mm
序号12345678910
外壁0143015301530138014301351183119521141183内壁01300140013701350140013601420145015401432 措施
为了预防再热器爆管,减少因机组停运及启停造成的巨大经济损失,应采取以下措施:
(1)应用反切技术,对燃烧器的上2～3层二次风的4个喷嘴反向25°加装导流板,使喷射的二次风对逆时针旋转的炉内火焰产生反向的制动作用,从而使炉膛出口的气流旋转强度减弱,减少两侧的烟速差。
(2)由于磨煤机出口至燃烧器一次风管长短不一,阻力不同,有必要通过试验调整,使同层4角一次风粉尽量均匀,特别是投停磨煤机时,更要及时调整,使火焰中心不偏斜。
(3)利用燃烧器的摆动调整火焰中心高度,调整再热汽温,严格控制两侧烟温差,使其不超过设计值。
(4)改造磨煤机出口折向门调节装置,使其为电动调节。
调整降低煤粉细度,定期取样化验煤粉细度,达到R200=25%,以缩短煤粉在炉内的燃烧时间,降低炉膛出口温度。
(5)提高管材等级,采用T P304H或T91代替12C r2M oW V T i B、12C r1M oV、15C r M o,提高抗高温、抗氧化的能力。
(6)改造炉膛吹灰器及对流烟道中的长吹灰器,提高水冷壁及其它受热面的吸热量,减少屏过、屏再及折焰角斜坡的积灰,整体提高换热效率,降低再热器的吸热量。
(7)通过严密计算,在再热器管屏中的低温段加装节流孔圈,减少蒸汽流量,增加其它管屏流量,从而达到高温管屏降温的目的。
作为辅助措施,在低温管段涂抹保温材料。
3 结束语
国内从美国CE公司(现为ABB2CE公司)进口或引进技术生产的300、600MW的电站锅炉都是采用4角切圆燃烧方式,锅炉燃烧稳定,煤种适应性强,因而被广泛采用。
但存在因设计结构原因而产生的烟温、烟速偏差,进而产生管内的汽水温度偏差,而且随着锅炉容量的增大,这种现象越来越明显。
过热器、再热器超温爆管事故频繁,有必要组织专家进行技术攻关,以求取得实质性的突破,减少爆管给企业带来的损失。
(收稿日期 1999204214)
22华东电力1999年第12期。