超超临界锅炉试运爆管原因分析及对策

超超临界锅炉试运爆管原因分析及对策
谢宗玉;曹勇
【摘要】超超临界机组锅炉在试运期间,由于设备制造、现场安装、酸洗、吹管、管内节流孔、受热面内清洁度等造成堵塞,引起受热面短时超温而爆管,直接影响锅炉使用寿命及整套启动时间.经分析后,提出预防措施.
【期刊名称】《青海电力》
【年(卷),期】2012(031)001
【总页数】3页(P39-41)
【关键词】超超临界锅炉;试运期间;爆管分析及对策;清洁度
【作者】谢宗玉;曹勇
【作者单位】青海火电工程公司,青海西宁810003;青海火电工程公司,青海西宁810003
【正文语种】中文
【中图分类】TK223.3
江苏大唐国际吕四港电厂1号机组锅炉在整套启动阶段只运行了40 h，水冷壁及过热器先后4次爆管。

在排除了管材质量、超参数运行等因素外，初步认定爆管原因为受热面管内节流孔圈有机械加工残留物(铁刨花、眼镜片、草帽边)、铁水滴凝固块、电磨头、电焊条等异物堵塞，造成受热面短时超温爆管。

1 电厂概况
江苏大唐国际吕四港发电厂为新建工程，一期4台660 MW超超临界机组，一次规划、一次建成。

由华东电力设计院设计，哈尔滨电气集团公司提供三大主机设备。

锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-2000/26.25-YM1(YM3)型超超临界参数变压运行垂直管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热，采用四墙燃烧方式，平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、半露天布置燃煤锅炉;锅炉燃烧系统按中速磨冷一次
风直吹式制粉系统设计，采用二级点火方式;过热器汽温通过煤水比调节和三级喷
水降温控制;炉底排渣系统采用刮板捞渣机出渣方式;锅炉屋顶为轻型金属屋盖，炉
顶管采用全金属密封，炉墙为轻型结构带梯型金属外护板。

锅炉最大连续蒸发量2 000 t/h，额定蒸汽压力26.25 MPa、温度605℃、再热蒸汽出口温度603℃。

为满足超超临界参数运行工况需要，工程采用P92、TP347、super304H及HR3C
钢等新材料。

江苏大唐国际吕四港电厂1、2号机组分别于2010年3月13和30日完成168 h 试运;3、4号机组分别于4月和6月初完成168 h试运。

2 锅炉爆管泄漏原因分析
2.1 管内异物
运行中，锅炉受热面管内有异物造成管子堵塞，致使管内蒸汽流量减小，导致管子超温过烧，出现过热胀粗、鼓包，发生爆管泄漏现象。

管内异物的原因是由于各主机设备厂任务饱满，特别是锅炉设备外委部件多，制造水平良莠不齐，设备出厂质量存在缺陷，加之集箱内部锈皮和杂物多;安装过程中未有效处理氧化皮等杂物，
留在屏式过热器、高温过热器及高温再热器等部位，引起运行参数比正常运行值高300℃左右，导致爆管泄漏。

由于电站工期紧、任务重，设备到货不及时，施工单位为了抢进度而忽略质量控制，设备内部检查、清理不彻底，导致设备内部存在异物。

试运期间爆管情况:
1)2010年1月11日15时左右，1号锅炉炉管泄漏报警，左侧墙报警点13通道
附近炉内声音异常，分析确认为锅炉爆管。

爆管停炉前主汽流量为1351 t/h、负
荷最大459.6 MW、主蒸汽温度最高达604℃、主蒸汽压力最高22.12 MPa。

经
检查，爆管位置在炉内标高59 m处，后屏过热器第17屏(从左向右)第8根(从前向后)、第18屏第8根下部“U”型弯水平直管段中部发生爆管，如图1所示。

爆口呈菱形折弯，边缘较钝，整体呈暗褐色，分析为管段内部堵塞，短期过热爆管。

图1 短期超温过热爆管
2)对炉内过热器外观进行检查，发现后屏第15 屏第7 根;16 屏第10 根;17 屏第8、9、10、11、12、13 根;18 屏第 7、8、9、10、11、12、13 根;末过第24屏第
8根;26屏第9、10根;27屏第7、8、9根;28屏第7根;29屏第7、8、9根;32
屏第10根共26根管段，均有明显过热变色情况。

首先，对以上26屏节流管圈
进行胀粗检查，除爆管管段有明显胀粗外，其它管段正常。

对爆管出入管段及变色未爆管段进行取样检查，材质正确，镜像组织正常。

通过对爆口管段进行换管处理(取样位置后屏第17屏第8根下部出口61 m、上部入口71 m、第17屏第9根
标高61 m，材质:A-312S30432)，恢复管段共计焊口15道，更换使用 A-
213S30432管材，规格ø51 mm×9.5 mm共10 m;SA-213TP347H管材，ø51 mm×9.5 mm共10 m;A-213S30432管材，ø51 mm ×9.5 mm，弯头 4个;其次，根据检查管段堵塞情况，对末过中间20屏、后屏中间7屏管排节流孔圈进行扩大性拍片检查，发现后屏第 18 屏第 6、9、10、11、13 根;16屏第10根;末过第
25屏第10根;27屏第9、10根;28屏第9、10、12根;30屏第8根;32屏第10
根共14根节流孔圈内存在异物如图2所示，进行割管清掏处理。

图2 末过、后屏节流孔内异物
3)为防止管内氧化皮、异物堆积，采用电磁波检查与拍片抽检的方法，对末过中间共20屏前弯头及后屏弯头进行检查，发现第24屏第8根、27屏第9根及后屏第18屏第13根后弯头内存在异物如图3所示，对3道焊口进行割口清掏。

图3 末过下弯头内异物
2.2 质量缺陷
由于锅炉厂根据锅炉各部位温度及压力情况，采用不同材质、规格的管材，加之安装单位把关不严，未对材料进行严格检验，存在裂纹、沙眼的管子在运行时，引起爆管泄漏。

同时检查组装片间连接、包覆管连接、直流炉分段引出、引入管处嵌装短鳍片、燃烧器处短鳍片等部位，发现鳍片与管子焊缝存在开裂、咬边、漏焊、假焊等情况，管子在锅炉运行过程中随负荷、压力变化引起爆管泄漏。

3 预防及对策
3.1 无损探伤
对所有合金材料进行光谱检查，发现水平烟道底部水冷壁鳍片错用严重。

设计为
15 CrMo，但多处使用20 G，这是引起爆管的重要因素之一。

在采取返厂处理同时，重点对焊缝开裂、严重咬边、漏焊、假焊等进行清理，以确保锅炉安全稳定运行。

3.2 内部通球
安装过程中，对受热面设备集箱及管子内部进行清扫、通球，认真做好清扫、通球记录;钢球发放、回收由专人负责，监理工程师参与监督，保证钢球回收与发放数量，避免钢球遗留受热面管内。

3.3 喷砂处理
对集箱内部检查出的锈蚀和锈皮进行喷砂处理。

检查的传统方法为反光镜，但由于哈锅制造的集箱及管子内径小，有的集箱未设计手孔，有的手孔小，手伸不进去，采用此方法只能检查局部，效果不佳。

改用内窥镜检查，可清晰检查集箱内各个部位，如发现锈蚀、锈皮则进行喷砂处理，保证集箱内部清理干净。

3.4 割管检查
锅炉酸洗及吹管后，对集箱内部检查是一道很重要工序。

集箱内部检查应切割手孔、
接管座与连接管处焊口。

割管应着重检查水冷壁下集箱、省煤器下集箱和屏式过热器、高温过热器、高温再热器出口集箱，发现可疑物及时清理。

4 结束语
通过采取以上措施，对1号锅炉联箱及管屏节流孔圈进行全面检查，更换节流孔
圈153处;2号炉累计拍片11 274外，发现异物89处;3号炉累计拍片12 876外，发现异物53处;4号炉累计拍片12 036处，发现异物49处。

利用总结1号锅炉
的经验和方法，加强2、3、4号锅炉质量控制，使3台锅炉在机组试运期间爆管
频次减少16%，并顺利完成168 h试运行，为大唐电厂投产奠定了基础。