电站锅炉过热器爆管原因及对策

《电站锅炉过热器爆管原因及对策 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电站锅炉过热器爆管原因及对策0前言随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现,锅炉结构及运行更加趋于复杂,不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时,就容易造成锅炉爆管。事实上，当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法，如喷涂或衬垫焊接来修复，一段时间后又再爆管。爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生，这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决。因此，了解过热器爆管事故的直接原因和根本原因，搞清管子失效

2、的机理，并提出预防措施，减少过热器爆管的发生是当前的首要问题。1过热器爆管的直接原因造成过热器、再热器爆管的直接原因有很多，主要可以从以下几个方面来进行分析。1.1设计因素1.热力计算结果与实际不符热力计算不准的焦点在于炉膛的传热计算，即如何从理论计算上较合理的确定炉膛出口烟温和屏式过热器的传热系数缺乏经验，致使过热器受热面的面积布置不够恰当，造成一、二次汽温偏离设计值或受热面超温。2.设计时选用系数不合理如华能上安电厂由BoV钢高温过热器管破裂只有管径5%左右的胀粗。(1)高温蠕变型a.管子的蠕胀量明显超过金

3、属监督的规定值，爆口边缘较钝；b.爆口周围氧化皮有密集的纵向裂纹，内外壁氧化皮比短时超温爆管厚，超温程度越低，时间越长，则氧化皮越厚和氧化皮的纵向裂纹分布的范围也越广；c.在爆口周围的较大范围内存在着蠕变空洞和微裂纹；d.向火侧管子表面已完全球化；e.弯头处的组织可能发生再结晶；f.向火侧和背火侧的碳化物球化程度差别较大，一般向火侧的碳化物己完全球化。(2)应力氧化裂纹型a.管子的蠕胀量接近或低于金属监督的规定值，爆口边缘较钝，呈典型的厚唇状；b.靠近爆口的向火侧外壁氧化层上存在着多条纵向裂纹，分布范围可达整个

4、向火侧。内外壁氧化皮比短时超温爆管时的氧化皮厚；c.纵向应力氧化裂纹从外壁向内壁扩展，裂纹尖端可能有少量空洞；d.向火侧和背火侧均发生严重球化现象，并且管材的强度和硬度下降；e.管子内壁和外壁的氧化皮发生分层；f.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集。(3)氧化减薄型a.管子向火侧、背火侧的内外壁均产生厚度可达1.0～1.5mm的氧化皮；b.管壁严重减薄，仅为原壁厚的1/3～l/8；c.内、外壁氧化皮均分层，为均匀氧化。内壁氧化皮的内层呈环状条纹；d.向火侧组织己经完全球化，背火侧组织球

5、化严重，并且强度和硬度下降；e.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集，促进外壁氧化。5.防止措施对高温蠕变型可通过改进受热面、使介质流量分配合理；改善炉内燃烧、防止燃烧中心偏高；进行化学清洗，去除异物、沉积物等方法预防。对应力氧化裂纹型因管子寿命已接近设计寿命，可将损坏的管子予以更换。对氧化减薄型应完善过热器的保护措施。2.2短期过热1.失效机理短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降，在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象。2.产生失效的原因(1)过热器管内工质的流量

6、分配不均匀，在流量较小的管子内，工质对管壁的冷却能力较差，使管壁温度升高，造成管壁超温；(2)炉内局部热负荷过高(或燃烧中心偏离)，使附近管壁温度超过设计的允许值；(3)过热器管子内部严重结垢，造成管壁温度超温；(4)异物堵塞管子，使过热器管得不到有效的冷却；(5)错用钢材。错用低级钢材也会造成短期过热，随着温度升高，低级钢材的许用应力迅速降低，强度不足而使管子爆破；(6)管子内壁的氧化垢剥落而使下弯头处堵塞；(7)在低负荷运行时，投入减温水不当，喷入过量，造成管内水塞，从而引起局部过热；(8)炉内烟气温度失常

7、。3.故障位置常发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。4.爆口形状(1)爆口塑性变形大，管径有明显胀粗，管壁减薄呈刀刃状；(2)一般情况下爆口较大，呈喇叭状；(3)爆口呈典型的薄唇形爆破；(4)爆口的微观为韧窝(断口由许多凹坑构成)；(5)爆口周围管子材料的硬度显著升高；(6)爆口周围内、外壁氧化皮的厚度，取决于短时超温爆管前长时超温的程度，长时超温程度越严重，氧化皮越厚。5.防止措施预防短期过热的方法有改进受热面，使介质流量分配合理；稳定运行工况，改善炉内燃烧，防止燃烧中心偏离;进行

8、化学清洗；去除异物、沉积物；防止错用钢材：发现错用及时采取措施。2.3磨损1.失效机理包括飞灰磨损、落渣磨损、吹灰磨损和煤粒磨损。以飞灰磨损为例进行分析。飞灰磨损是指飞灰中夹带Si02,Fe03,Al2O3等硬颗粒高速冲刷管子表面，使管壁减薄爆管。2.产生失效的原因(1)燃煤锅炉飞灰中夹带硬颗粒；(2)烟速过高或管子的局部烟气速度过高(如积灰时烟气通道变小，提高了烟气流动速度；(3)烟