660MW超临界锅炉末级再热器管胀粗爆管分析和处理

660MW超临界锅炉末级再热器管胀粗爆管分析和处理
        赵永宁  张都清  岳增武   山东电力研究院
摘  要：在短短的二十天时间内，某厂T91钢末级再热器管连续发生三次爆管和胀粗，每次均是短短的几十小时发生如此严重的过热，分析认为部分末再管子内存在严重的流量不足，而造成的原因分析认为应该是异物堵塞，并经第三次爆管后测量到温度曲线得到证实。经过多次的检查和全面深入的综合分析，最可能是检修焊接中充氩保护使用的卫生纸造成运行堵塞，导致末级再热器管过热胀粗和爆管。
关键词：末再、连续爆管、分析
1概况
某厂#3机组是660MW大容量超临界参数机组，锅炉型号为SG-2102/25.4/571/569-M954。2006年10月24日投运。
末级再热器顺流布置在折焰角上方，设计压力5.31 MPa、入口温度450℃，出口温度571℃。再热汽温采用燃烧器摆动调节，低温再热器进口连接管道上设置事故喷水。
#3锅炉末级再热器管排共33排，每排20管圈，管子规格φ63.5×4/4.5(mm)，外1圈从入口至炉前标高68m是TP304H，后面是TP347H；外2、3圈入口大包内为T23，炉内入口至炉后标高70m为TP304H，后面是TP347H；外4-6圈入口至炉前标高68m是T23，后面为T91，外7-20圈从入口至炉后标高70m为T23，后面是T91炉。末级再热器入口联箱一个，材料为P22，规格φ711.2×44.45(mm)；出口联箱分左右两个，材料为P91，规格φ711.2×44.45(mm)。
在2010年2-3月的小修中将外数4-20圈（内1-17圈）T23钢直管和弯头，全部更换为φ63.5×4（mm）的T91钢直管和弯头。
2 连续胀粗爆管原因分析
2.1 第一次爆管
2010年3月19日#3机组小修后启动，并网运行45小时发现末再北数第6排内数第8管圈（外数第13管圈）迎烟侧底部弯头泄漏，爆口长52mm，宽13mm，在破裂处呈现刀刃状边缘，泄漏弯头的内外弧均存在明显的氧化裂纹，泄漏管段的出入口L弯头及弯头直管胀粗明显，最大外径达φ75mm，胀粗率为18.1%，见图1。
取样分别委托苏州热工研究院和山东电力研究院，进行了爆管失效分析，原因为短时过热，管壁金属温度超过AC1点（T91的Ac1为810℃）。
末再北数第6排内数第7、10、11管圈，北数第5排内数第7、12管圈，北数第16排内数第7管圈，共六个管圈的出入口L弯头及弯头直管，均发生明显胀粗，外径大于φ65mm（胀粗率2.36% ）。
末再北数第6排内数第13管圈，北数第10排内数第7管圈，北数第13排内数第8管圈，北数第16排内数第11管圈，共四个管圈的出入口L弯头及弯头直管，也发生一定程度的胀粗，外径φ64mm-φ65mm（胀粗率0.79% ～ 2.36% ）：。
对爆管、胀粗管段割开后进行通球试验，联箱管口采用内窥镜内部检查，均未发现任何异物堵塞现象。
2.2.2 第二次爆管
第一次爆管后，机组于3月30日启动，并网运行21小时发现北数16排内8圈（3月22日刚更换的新管）出口弯头处爆管泄漏，破裂处呈现刀刃状边缘，泄漏弯头的内外弧均存在明显的氧化裂纹，泄漏管段的出入口L弯头及弯头直管胀粗明显，爆口管胀粗为12.4%，图2。
取样委托苏州热工研究院有限公司进行了爆管失效分析，为典型的短时过热爆管，经过大范围的割管、割开末再进口联箱和末再左侧出口联箱检查，未发现异物。
检查发现，北数第1、2、10、15排管屏共5根管子有明显胀粗现象（外径在66mm以上），1根是3月22日刚更换的日本住友公司生产的T91管； 4根是小修中更换的宝钢生产的T91管；另有35根管子有轻微胀粗现象（外径在64～64.5 mm），其中内15、16、17管圈有20根发生胀粗，最大外径在64.5mm以下，1根是3月22日刚更换的日本住友公司生产的T91管，4根是小修中更换的宝钢生产的T91管，其余是小修中更换的宝钢生产的T91管。
   
图1   北数6排内8圈末再管弯头泄漏        图2  北数16排内8圈末再管胀粗
   
图3 北数8排内17圈炉前弯头后的水平段爆口  图4  北数8排内17圈炉前弯头胀粗
2.2.3 第三次爆管
2010年4月9日启动，自并网运行36小时，北数第8排内数第17管圈炉前弯头后的水平段上发生爆管，爆口呈撕裂状，在破裂处呈现刀刃状边缘，内外壁表面均存在明显的氧化裂纹，泄漏管段的出入口L弯头及弯头直管胀粗明显，外径大于φ69mm，图3；特别是入口弯头出现鼓肚状胀粗，外表面氧化皮厚度达0.62mm，图4。同时有六根管圈也发生胀粗。经分析，本次爆管胀粗也同样为短时过热。
3检查情况和试验结果
3.1材料方面
（1）安装前100%的光谱检测和爆管、胀粗管的光谱复核，爆管和胀粗管的材质为T91钢。
（2）经对小修中更换的T91钢管从进货渠道的追查，证实全部是上海宝钢厂的钢管。
（3）从弯管厂提供的热处理报告、性能试验报告、化学成分试验、水压试验报告等弯管质量证明书，未发现异常。
（4）第一次爆管胀粗后，40根管圈更换为日本住友公司生产的T91管材。

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2012-2-4 17:17 上传

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