屏式过热器泄漏原因分析及对策1.pdf

屏式过热器泄漏原因分析及对策薛嘉林大唐韩城第二发电有限责任公司设备部1设备概况汽压力9．81M口a温度540℃，1977年6月投产运行，该炉从上次大修后投运截止2004年7月92事故经过3试验分析屏式过热器爆口特征：裂纹长度为82m，最宽处为1．5mm，管子略微胀粗(2．3％)，裂纹边缘较厚、尺寸较小，裂纹附近氧化皮最厚处约为1．2H，向火面内壁有m，距起弧点附近(弯制变形区)：4．2mm，弯头背弧中心：4．2Ⅻ，落弧点：5．0摘要：对韩城发电厂1号炉屏式过热器进行了了宏观检验、剥厚和金相检验等，依据检验结果对管子泄露原因进行了分析。表明屏式过热器管卡烧损、个别管段变形“出列”和减温调节方式不当引起管壁超温是导致屏式过韩城发电厂1号锅炉为东方锅炉厂生产的单炉膛Ⅱ型高温锅炉，型号为0(；300／100—4，主蒸日连续运行时间累计252天。炉膛四角布置燃烧器，逆时针切圆燃烧。屏式过热器每屏由24根管子组成u型管屏，由两个外保护圈和前后分布的两个内圈(每个内圈由11根管子)组成，共计12屏，材质为12CrlMoV，规格为中42×5，入口蒸汽温度340℃，出口蒸汽温度438．4"C，烟气出／入口温度为101IoC／1214。C，过热蒸汽流程为：蒸汽由低温过热器出来后经一级减温器喷水减温后进入屏式过热器，再进入对流过热器冷段、二级减温器、对流过热器热段、集汽集箱。1996年机组大修时屏过下弯头全部更换(从距炉顶棚3米左右处)，至本次停炉前累计运行5万余小时。2004年7月9日8时20分，运行人员在巡检中发现受热面靠近水冷壁折焰角附近有漏泄声，经确认后，当日13时15分经调度同意开始停炉，13时20分1号发电机解列。经检查更换所有受损管段后，于7月11日13时10分点火投入运行。1．宏观检查事故停炉后检查发现屏式过热器第五屏管排存在错排现象，在其偏炉后内圈前向后数第1根下部弯头起弧点附近中轴线处有一纵向裂纹，导致管子发生泄漏，同时泄漏蒸汽吹漏了同一屏相邻管排两个弯头，吹伤了同一屏外保护圈弯头的内弧表面，导致其侧下方折焰角处水冷壁管段漏泄，漏泄部位从甲向乙数第45根向火面的上折管直管段处。纵向相互平行裂纹，向火面外壁有众多纵向小裂纹，弯头背弧中心两处5×5mm区域存在横向小裂纹，最长达3mm，呈典型的长期过热特征，见图1。2．屏式过热器爆口厚度测量起弧点：5．0热器发生泄露的主要原因，访次爆管性质为长期过热爆管．关键词：屏式过热器；过热；超温图1爆破管宏观照片412‘
m，直管段5．2Ⅻ。3．屏式过热器化学成分分析管材化学成分经分析符合国家标准C,B5310—95。4．微观组织分析对爆破管爆口处、远离爆口处向火面和背火面进行了微观分析，以确定管子微观组织变化情况。图2～3为爆口处背火面组织。可见，爆口处背火面组织为铁素体+珠光体+碳化物，球化3～4级，在背火面内壁存在腐蚀坑。图4～5为爆口处向火面微观组织照片，由图可见，爆口处的向火面组织为铁索体+珠光体+碳化物，球化4级，微观组织中存在沿晶裂纹、单个孔洞及链状孔洞，且孔洞具有一定的方向性。在裂纹尖端处可咀看到，黑色部分为沿晶裂纹，灰色部分为氧化物，裂纹中氧化层的存在，说明这种裂纹是长期处于高温下逐步扩展形成的，即随着裂纹发展的同时，在裂纹内壁上生成了氧化物。图6～7分别为远离爆口处向火面外壁和向火面内壁组织。远离爆口处管壁的微观组织为铁索体+珠光体+碳化物，球化3～4级，向火面外壁存在晶间腐蚀，深度为l～3／2个晶粒，向火面内壁有腐蚀坑，腐蚀坑根部尖锐。图2爆口背火面组织图3爆口背火面内壁腐蚀坑图4爆口处向火面外壁组织300x圉5向火面裂纹尖端组织300x图6远离爆口处向火面外壁组织300×图7远离爆口处向火面内壁组织300x300x300×413
度；另外，在弯头部位起弧点附近壁厚较薄，晶粒有拉伸痕迹，说明管子在弯制时管壁变形较大，4结论1．减温水使用不当整二级减温水来控制主汽超温问题，只有在二级减温水量不够时才使用一级减温水，这种操作方2．燃烧方式的影响5防范措施总体来看，屏式过热器在长期高温、应力作用下，管子的组织发生了变化，珠光体内的碳化物逐渐球化并向晶界转移，尽管球化虽未达到完全球化和碳化物聚集等蠕变后期的组织特征，但己在管子内外壁局部产生晶间裂纹，并有蠕变孔洞形成，说明管子的抗氧化、腐蚀能力有所降低。5．运行资料分析查看运行记录发现，安装在炉外屏式过热器的壁温测点最高温度达到446℃，按照安装试验数据，炉内、外管壁温度相差50-80℃，可以估计炉内管壁最高温度约为496℃～526℃，而运行规程规定管壁最高温度480℃，显然该管段在运行中存在超温现象。综上所述，爆管过程可以认为是：随着超温运行时间的增加，管子发生胀粗现象，慢慢产生晶问小裂纹，即在与主应力(过热蒸汽内压力所造成