火力发电厂锅炉高温过热器管泄漏原因分析及防治

火力发电厂锅炉高温过热器管泄漏原因
分析及防治
摘要：随着社会发展，我国的高速发展，带动了科学技术水平的进步，带动
了我国各领域的进步。

高温过热器管是火力发电厂锅炉中环境最复杂、温度最高
的部件，通常情况下，其发生故障的原因都是因为过度磨损、腐蚀严重、温度过
高等，这些故障导致电锅炉的作用不能得到充分发挥，所以，我们应对高温过热
器管泄漏原因进行深入分析，从而保障电厂的安全性，同时将其寿命延长。

关键词：电厂；锅炉；高温过热器管；泄露原因
引言
循环流化床(Circulatingfluidizedbed，CFB)技术因具有脱硫效率高、污染
物排放低、燃料适应性广、负荷调节性能好及灰渣易于综合利用等众多优点，已
成为世界各国解决劣质煤燃烧、固体废弃物焚烧的首选技术。

但是，由于CFB内
煤质较差、流场复杂，在锅炉运行过程中，锅炉发生磨损及失效的事件常有发生，尤其是在超临界CFB锅炉投产应用后，由于设计及结构原因而导致的失效案例更多。

因此，有必要针对超临界CFB锅炉金属部件失效事件，进行深入分析，并提
出有效的改进措施，为工程化实践提供更多经验和参考。

1电厂锅炉高温过热器管泄漏原因
1.1脆性断裂
发生泄露的高温过热器管的管座焊口，是制造厂家焊口，处于热影响区范围，通过分析断口面的形状，初步判定为脆性断裂。

现阶段全面检查检验此管排以及
与其紧挨的两侧管排的管座，并没有发现不正常情况，初步判断这次出现的管座
焊口断裂并非常见故障。

后管全面检验管座局部区域焊缝，结果发现焊缝组织比
较粗大，通过分析发现，其主要是因为焊接过程并未做好控制工作，焊接的时候
焊接线能量过大和焊接速度快造成的，可以判断焊缝中有一些淬硬组织存在，也就是颜色发黑的断口部分存在诸多淬硬组织，此区域具有较高的强度，但塑性不好，不能将应力集中形成的局部变形承受住，所以很容易导致裂纹产生和扩展。

1.2未做好质量监管
在设计锅炉的时候，应把承压部件的泄露问题纳入考虑范围，对锅炉控件的质量安装问题进行严格监管，因为在对控件进行安装的过程中，需要对具体位置的范围作出考虑，所以若是安装不合理会对承压部件的使用寿命造成影响，质量不合格，如此也就不能有效控制高温过热器的泄露问题。

在安装时，诸多管道并未采用固定工艺，中间焊接不稳的管道位置较差，造成并未严格监管，如此便不能第一时间发现焊接质量问题，这便为今后的运行安全埋下了诸多隐患。

因为管道在排列方面存在不合理的情况，从而在管道中有诸多烟气排放量存在，促使了烟气流动速度加快，大力冲刷了管道，若是不能合理处理此问题，在迎风面没有运用防磨手段和安装防磨装置，加重了迎风面的磨损，会直接对管排造成冲刷，促使其强度降低。

2防治手段
2.1加大质量智理监督力度
焊接工艺的严密性较强，应严格根据生产要求，对管道内部的组织进行全面控制，构建完善的监督机制，保证基础建设中的设备安全。

同时切实维护好现场施工的质量，切实最好质量管理监督工作，把责任落实到具体人头上，同时应将注重将工作人员的安全意识增强，加大质量的监控力度，以免质量问题导致高温过热器出现泄漏问题。

2.2力学性能试验
对5-9及5-10号管分别取3个室温拉伸试样和3个高温拉伸试样，在WAW-1000H型万能试验机上进行拉伸性能试验，对试验结果求平均值;高温拉伸试验温度选择略高于设计的温度值(600℃)，试验结果参照GB/T5310—2017《高压锅炉用无缝钢管》中相近牌号07Cr18Ni11Nb钢的高温性能数据;布氏硬度试验采用
320HBS-3000数显布氏硬度计测量，试验用压头5mm，试验力750kgf(7355N)，
硬度测量3次并求平均值;试验结果如表3所示，其各项力学性能均满足标准要求。

从5-9、5-10号管制取弯曲试样进行弯曲试验，试验结果中弯曲面未见开裂，但弯曲过程中，在外表面的直道沟槽处产生明显张口，见图4。

横向裂纹萌生于
管子外表面的直道沟槽中，因此，直道沟槽的存在增大了裂纹从该部位起源的可
能性。

2.3制定科学合理的设计检修计划
设计检修是使所有工作顺利完成得到保证的重要一环，只有对检修过程提高
重视程度，才可以将安全隐患有效降低。

比如，某厂购买一台600MW机组超临界
直流锅炉，在使用时，三级过热器出口处的高温段管因为膨胀，不断变粗，最后
导致爆管、泄露事故发生。

通过检查发现，此钢加三级过热器出口处的高温段管
弯头侧变粗了很多，壁厚也变薄了不少。

通过了解，此锅炉的三级过热器出口侧
最小弯曲半径为29毫米，同时金超超负荷工作，导致管内气流流程变长，增大
了阻力，最终造成管泄露。

通过改造，设计人员将弯曲半径加大到75毫米，如
此便将异物堵塞的情况显著减少，同时在运行一段时间后，再进行检验，并未发
现管子有膨胀变粗的情况。

因此，只有对合理的设计检修计划进行制定，把所有
可能存在的安全隐患消除，才可以将风险的发生率显著降低。

2.4硬度检测和拉伸试验
使用HB-3000B布氏硬度计对无防磨筋条侧的纵剖面进行布氏硬度检测，压
头规格2.5mm，载荷187.5Kgf，加载时间12s，共对试样进行5次布氏硬度检测，取算术平均值。

根据标准GB5310-2017《高压锅炉用无缝钢管》中对12Cr1MoVG
力学性能的要求，无防磨筋条侧的管段的抗拉强度低于标准允许范围的下限，屈
服强度、断后伸长率和布氏硬度均在标准允许范围之内。

结语
立足于电厂锅炉的角度而言，高温过热器是一个极为重要的环节，所以要完
全避免高温过热器管泄露的可能性机会为零，我们只要从泄露原因为切入点，将
防治和预防工作以及运行调整切实做好就能很好规避此类故障。

对此，我们应从
避免温度太高、合理控制烟气流速等方面入手，借助防磨等手段将磨损程度减轻。

除此之外，还要注重提高工作人员责任感增强。

大部分设备在安装好锅炉后修改
难度极大，所以，我们应立足于现有设备积极优化和完善，竭尽所能弥补缺陷，
确保锅炉设备运行的良好性，从而为电厂的持续、稳定发展奠定坚实的基础。

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