广东潮州发电厂锅炉爆管失效分析

吴潮之

摘要:潮州发电厂1、2号锅炉屏过过热器、末级过热器先后发生蠕变胀粗爆管, 通过对爆破的锅炉水冷壁管进行外观检查及光谱检查, 发现该管在破口处严重胀粗, 使用材料相符。分析认为, 由于螺栓堵塞节流孔使管子局部超温所致撕裂爆管。

关键词:锅炉;爆管;广东潮州

中图分类号:TM621.2 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)24-0125-01

潮州发电厂1、2号锅炉为哈锅引进英国三井巴布科克技术生产的HG-1890/25.4-YM4型锅炉,为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉,单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型露天布置。屏过过热器位于折焰角上方,共30片管屏,每屏由28根管子绕制而成,入口段管子φ38.5×5.6/6.6mm、SA-213 T91,底部和出口段管子为φ38.5×6.6mm、SA-213 TP347H。末级过热器位于折焰角上方,共30片管屏,每屏由20根管子绕制而成,入口段管子φ44.5×7.5mm、SA-213 T91,底部和出口段管子为φ44.5×7.5mm、SA-213 TP347H。高温再热器共95屏,每屏采用10根管,入口段管子为φ57×4mm、材料为12Cr1MoVG,中间段管子为φ51×4mm、材料为SA-213 T91,出口段的管子为φ51×4mm、材料为SA-213 TP347H。折焰角处吊挂管由95根φ76×12.5mm、材料为15CrMoG的管子组成。折焰角由385根φ44.5×6.3mm、材料为15CrMoG、节距为57.5mm的管子组成。

1爆管情况及炉内爆破情况

锅炉在10日内,先后发生屏式过热器左30屏(炉前)外数第2管爆管(顶棚外出口金属温度显示680度,爆口在入口段管子φ38.5×5.6mm、SA-213 T91,离爆口两米入口T91侧,胀粗约4%。吹损相邻两根管)。

末级过热器左15排内数第1圈泄漏,(爆口在入口T91侧,入口段管子φ44.5×7.5mm、SA-213 T91;离爆口两米入口T91侧,胀粗约4.5%。)为本次爆破第一爆点,爆管原因是管子内部可能通流不畅造成短时过热超温、蠕胀爆管。

机组启动后不足10h,屏式过热器左2屏外数数第15管再次爆管(顶棚外出口金属温度显示650度,爆口在入口段管子φ38.5×5.6mm、SA-213 T91,离爆口两米入口T91侧,胀粗约5%。吹损相邻一根管)。

机组启动后不足24h,屏过过热器左1屏(出口侧)内数第5管再次爆管(爆口在入口段管子φ38.5×6.6mm、SA-213 T91,离爆口2m入口T91侧,胀粗约5%。无吹损相邻)。爆管停炉后,对炉内全面检查情况如下:

①末级过热器。左15排炉后侧内数第一根管首爆,标高约55m位置。四周吹损严重。左16排炉后侧内数第二根管吹爆后斜向飞出至高再左42、43管屏炉前侧中间段标高约60m位置,左41、42、43、44屏四周吹损严重。②高温再热器。高再左41、42、43、44排管屏被末过左16排内数第一根爆破的蒸汽大面积严重吹损,形成交叉破坏。吹损严重,共32根。③后水悬吊管。左43根后水悬吊管沿炉内折焰角处密封焊及顶棚密封焊处整段撕裂。周围悬吊管无明显吹损。④折焰角处水冷壁。与左43根后水悬吊管相邻邻的 左129根水冷壁管母材(对应悬吊管左51)与悬吊管密封焊接熔合线处拉裂。

2爆破过程及原因分析

①爆破过程。末过左15排内数第1圈,本次爆破的第一爆点,泄露后吹损相邻左16屏内二管,造成该管子吹损后瞬间爆破,由于巨大内压,管子的反冲击力将该管子拉出,穿过高再管屏,吹损相邻高再管子,其中较严重的有32根,造成高再管子交叉破坏,引发二次大面积泄露,炉膛内出现气流扰动,产生正压。未过母材爆管:经过现场检查并结合断口宏观分析,爆口在爆破过程中存在激烈塑性变形及整管T91侧均有胀粗(离爆口两米入口T91侧,胀粗约4%。分析认为:此次爆管应为短时超温所致)[1] [2] [3]。

折焰角部位左43根悬吊管,在本次爆破中发生密封焊处撕裂,位于折焰角密封焊熔合线处处。裂纹初始断口呈现瓷状氧化热疲劳裂纹形态,自外壁向内壁环向开裂,已基本裂穿(管壁厚为12.5mm,最大裂纹深度达10mm)。

②爆管后对材料质量核查情况。对爆破的末级过热器,高再、悬吊管及折焰角水冷壁管子进行光谱核查,使用材料相符。

悬吊管原材料核查:规格φ76.2×12.5mm,材质15CrMoG,使用材料相符。

末级过热器管原材料核查:规格φ44.5×7.5mm,材质SA-213TP347H,使用材料相符。