水冷壁600MW超临界机组水冷壁爆管原因分析及预防

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1、第34卷第2期华电技术Vol．34No．22012年2月HuadianTechnologyFeb．2012600MW超临界机组水冷壁爆管原因分析及预防翁金钰(福建华电可门发电有限公司，福建连江350512)摘要:600MW机组的螺旋水冷壁爆管原因较难查找，主要是因为影响爆管的因素较多，经过螺旋后无法直观判断对应的下集箱出口及上集箱进口位置。通过对爆口管进行金相、化学、机械性能试验分析，得出超温是水冷壁爆管的主要原因并给出了预防措施，供爆管分析时参考。关键词:螺旋水冷壁;爆管;超温;砸伤;原因分析;预防措施+中图

2、分类号:TK223．31文献标志码:B文章编号:1674－1951(2012)02－0013－030引言福建华电可门发电有限公司4×600MW机组锅炉是由上海锅炉厂制造的SG－1913/25．4－M958型超临界参数、变压运行、螺旋管圈直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、П形露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。其水冷壁分上、下2部分，上、下部分水冷壁之间装设一圈中间混合集箱过渡。整个炉膛水冷壁由炉膛图1水冷壁爆管现场宏观照片上部的垂直段管屏与炉膛下部的螺旋段管屏组成。向开裂，爆口长约5

3、5mm，宽约18mm，呈鱼嘴形。爆螺旋管圈管子以13．9498°倾角右旋螺旋而成。口边缘明显减薄至1mm，呈楔形，断裂面与外表面1水冷壁爆管情况成一定夹角(约45°)。破口处内外表面氧化皮较薄，内壁较为干净，没有明显的腐蚀物。#2011年4月19日，2锅炉IR67(锅炉标高39m)吹灰器处水冷壁管发生爆漏，4月23日右侧墙上####水冷壁98，118，138，158管超温报警，其中#138管最高温度至569℃。为防止情况进一步恶#化，2锅炉于23日晚12时停炉检修，在停炉降负#荷过程中，右侧墙下水冷壁出口35管

4、温度也出现过异常升高现象。爆口在吹灰器下方第2根管子上，如图1所示。爆管材质为SA213－T12，规格为38．10mm×6．36mm。截至此次爆管，该锅炉已累计运行31800图2爆口宏观形貌h。为分析爆管原因，现对爆管样品进行理化试验与对管子爆口附近管径进行了测量，测量结果见分析，爆管样品编号为JS－2011－17－1。表1。爆口末端管径最大胀粗率为6．56%，离爆口2试验方法与结果末端200mm处管径最大胀粗率为4．46%，均超标。该爆口具有过热爆管特征。2．1宏观检查2．2化学成分分析爆管的宏观形貌如图1

5、、图2所示。爆管沿纵对爆管样品母材取样进行化学成分分析，结果见表2。由表2可知，受检管样的化学成分符合收稿日期:2011－06－13·14·华电技术第34卷美国材料与试验学会(ASME)标准对T12钢的技术要求。表1爆口附近管子外径测量结果检查部位外径D/mm胀粗率/%爆口裂纹末端(上方)40．66．56爆口裂纹末端(下方)40．46．04爆口上方100mm处39．84．46爆口上方200mm处39．74．20爆口下方100mm处38．51．05爆口下方200mm处38．71．572．3金相检查截取爆口边缘、爆

6、口裂纹纵向末端和爆口上方距爆口约300mm处管子的横截面进行金相检查，浸图3爆口边缘尖端的金相组织蚀剂为4%硝酸酒精溶液。金相试样在OLYMPUS试验机上进行拉伸试验，试验结果见表3。PME3－323UN金相显微镜下观察并拍照，检验结果拉伸性能测试结果表明，爆口附近管段试样的如图3～图7所示。受检各部位的金相组织均为铁屈服强度REL、抗拉强度Rm均符合ASME标准的技素体+珠光体，但爆口边缘和爆口纵向末端的金相术要求。2根向火面试样的断后伸长率A偏低，不组织为过热不完全正火组织(如图3、图4所示)，且符合标准要

7、求。晶粒明显变形、铁素体被拉长;爆口纵向末端背火面和离爆口300mm处向火面与背火面的金相组织正3分析与讨论常(如图4、图5所示)，珠光体球化级别为2级。如(1)从爆口的宏观检查结果看，爆口处有明显图6所示，爆口边缘靠近外表面有蠕变裂纹和蠕变的塑性变形，管径明显胀粗，爆口边缘减薄，该爆口孔洞。爆口纵向末端裂纹如图7所示，裂纹由外壁具有过热爆管特征。破口处内外表面氧化皮较薄，向内壁穿晶扩展。说明该管爆管前超温运行时间较短。2．4拉伸性能试验(2)化学成分分析结果表明，管子材料符合标截取爆口附近的管样加工成全壁厚纵

8、向弧形拉准要求，没有错用钢材。伸试样，按照GB/T228—2002《金属材料室温拉伸(3)金相检查的结果表明，爆口边缘、爆口纵向试验方法》的规定在CMT5205型微机控制电子万能末端向火面的金相组织均为铁素体和重新相变的珠表2爆管样品母材的化学成分分析%成分样品编号及技术要求CMnSiSPCrMoJS－2011－17－10．10000．40000．23000．00240．01101．0