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660MW超超临界锅炉水冷壁管失效原因分析
导言
随着能源开发和利用的不断推进，燃煤发电作为我国主要的发电方式之一，在发展过程中也面临着不少问题，其中燃煤锅炉水冷壁管失效问题是值得关注的重要问题之一。本文以660MW超超临界锅炉水冷壁管失效问题为研究对象，对其失效原因进行系统研究，旨在为防范水冷壁管的失效提供理论支持。
一、660MW超超临界锅炉水冷壁管失效的基本情况
1.锅炉参数
660MW超超临界锅炉是目前国内先进的燃煤锅炉之一，主要工艺参数如下：蒸汽量为2076吨/小时，蒸汽温度为613℃，蒸汽压力为25.4MPa，再热温度为623.3℃，再热压力为5.26MPa，燃料煤种为贵州高灰分的煤。
2.水冷壁管失效情况
大量现场调查表明，660MW超超临界锅炉水冷壁管失效是该锅炉运行中重要的问题之一，主要体现在以下几个方面：
2.1水冷壁管温度快速升高
在实际运行过程中，很多情况下会出现水冷壁管温度快速升高，达到甚至超过临界值的情况，严重影响锅炉安全运行。
2.2水冷壁管易形变
部分水冷壁管在运行过程中易出现变形，导致管道破裂、漏水等危害，进一步加剧了锅炉运行的不稳定性。
2.3水冷壁管易出现腐蚀问题
锅炉水冷壁管运行过程中，易在管道表面出现氧化膜、管道表面黑色沾污等问题，进一步导致管道腐蚀和失效。
以上三个问题不仅严重影响锅炉的安全性能，同时也严重影响锅炉的经济性能，因此，对这些问题进行深入研究至关重要。
二、660MW超超临界锅炉水冷壁管失效的主要原因
2.1材料原因
水冷壁管主要采用的材料有20、12Cr1Mov等高强度钢材，但其在高温、高压开发环境下难以承受，其原因主要体现在以下两个方面：
首先，钢材的疲劳寿命明显降低，导致自然老化过程加快，同时也促进了局部区域的腐蚀、氧化等问题的迅速发展。
其次，钢材中夹杂物和缺陷等下肢机理的生成和集中，从而导致钢材在高温、高压等条件下的易断裂性问题加重。
2.2化学成分原因
660MW超超临界锅炉在运行过程中，锅炉内煤粉氧化酸性组分含量较高，锅炉内环境为碱性环境，当高温蒸汽流过时，化学作用会进一步加剧，从而导致水冷壁管表面与环境的作用变得复杂，进一步加速了管道腐蚀、氧化等问题，从而导致水冷壁管失效。
2.3运行环境原因
660MW超超临界锅炉在运行过程中，会受到氧化、高温、高压等众多因素的影响，这些因素的共同作用会对管道材料整体性能产生不良的影响，尤其是高温环境下，温差增加，高倍放大下，易形变成型，进一步导致水冷壁管失效等问题。
三、660MW超超临界锅炉水冷壁失效的预防和改进措施
3.1钢材替换
钢材替换是解决当前660MW超超临界锅炉水冷壁失效最有效的方法之一，替换采用耐热、高强度、高耐腐蚀性的钢材材料，能够有效提高水冷壁管的耐高温、耐压、抗腐蚀能力，从而降低水冷壁失效的风险。
3.2运行环境改善
在锅炉运行过程中加强运行环境的管理，可在一定程度上降低水冷壁管失效的风险。其中，可采取一些针对性的技术措施，如加强水冷壁管的维护管理，防止水冷壁管受到机械损伤、腐蚀、氧化等影响。
3.3针对运行条件调整材质
在实际运行过程中，可以根据不同的运行条件，在维护和保养过程中调整水冷壁管材质，针对性地提高水冷壁管的耐高温、抗氧化、耐压和耐腐蚀性能，从而降低水冷壁失效的风险。
四、结论
660MW超超临界锅炉水冷壁管失效的问题，直接影响着锅炉的安全性能和经济性能，其中失效的原因主要表现在材料、化学成分和运行环境三个方面。为了有效降低失效风险，可通过采用新型材料、加强维护管理等措施来预防和改进水冷壁失效的问题，进一步提高锅炉的安全性和经济效益。