超临界锅炉“四管”泄漏分析及对策

超临界锅炉“四管”泄漏分析及对策
齐散丹高娃  李希国  于明哲  张磊   华能伊敏煤电公司发电厂
摘  要：锅炉“四管”泄漏是火力发电机组非计划停运的主要原因之一，准确分析引起锅炉“四管”泄漏的原因，对保证机组的安全稳定运行具有重要意义。本文结合我厂一期超临界机组锅炉受热面多年来发生泄漏的主要类型，总结并加以分析，阐述了影响锅炉受热面泄漏的各种主要因素，并有针对性地提出了防范措施。
关键词：锅炉“四管”；泄漏；分析；防范措施
1锅炉设备概况
华能伊敏发电厂一期工程两台俄罗斯波多尔斯克奥尔忠尼机械厂生产的型号为Пп-1650-25-545БТ（П-78）超临界直流锅炉，分别于1998年9月和1999年11月投入商业运行，锅炉整体型式为“T”型炉，锅炉本体结构为单炉膛双烟道，全悬吊，炉膛横断面尺寸为18.472×18.472m。锅炉本体全部受热面悬挂在标高96.530m的钢结构上。锅炉燃用伊敏本地出产的褐煤。煤种低位发热量2815kcal/kg、灰份12.09%。设计一次再热系统。额定蒸发量为1650t/h，主蒸汽温度545℃，主蒸汽压力25MPa，再热汽温度545℃，再热汽压力3.92MPa。按烟气流向在水平烟道中布置有二级屏式过热器，费斯顿-1，一级屏式过热器，三级屏式过热器，二级对流过热器，二级对流再热器，费斯顿-2，费斯顿-3，在对流竖井中布置一级对流再热器-1，一级对流过热器，一级对流再热器-2，两级省煤器。
2锅炉受热面泄漏常见类型原因分析及处理措施
2.1 水冷壁管泄漏原因分析
2.1.1设计
一期两台锅炉在投产初期启停过程中，出现过几次下辐射区水冷壁前后墙和侧墙连接处水冷壁撕裂现象。分析引起水冷壁撕裂的原因为：伊敏电厂锅炉属于典型的“一炉两锅”，两个流道的沿程受热面汽水互不混合，运行中易形成温度偏差，前后墙水冷壁的热膨胀程度与侧墙水冷壁热膨胀程度不同，但整个水冷壁通过鳍片焊接成一个整体，造成前后墙与侧墙连接处焊缝存在拉应力，而且这种拉应力在锅炉停炉时表现得尤为剧烈。由于锅炉的频繁启停，这种拉应力使前后墙与侧墙连接处金属的局部组织产生疲劳，引起撕裂，属设计不合理。采取的改进措施：将10米处前后墙与侧墙连接鳍片从中间割开一米多，边缘磨出止裂孔，使前后墙与侧墙分开，两个流道停炉时自由收缩。两台炉下辐射区水冷壁经这种方法处理后，自2001年至今再没有出现过下辐射区水冷壁撕裂现象。
2.1.2 安装
2008年8月19日伊敏电厂#1号锅炉停炉检查期间发现乙侧对流竖井水冷壁管前至后数第61根管标高67m附近鳍片根部发生泄漏。宏观观察水冷壁管裂口位于对接鳍片与管子原鳍片上的交界处，见图1。裂纹断口打开形貌见图2，裂纹从外壁向内壁发展。从金相组织可以看到裂纹沿对接鳍片与母材焊接热影响区中粗晶区与细晶区的分界线发展。原因分析：伊敏电厂一期锅炉在基建安装过程中，水冷壁对接焊缝的密封鳍片未与两侧的水冷壁的轴线保持在同一平面内。对接鳍片焊接时与两侧管子轴心有一定的偏差，导致对接鳍片与管子焊接处受到剪切力的作用。焊接工艺控制不当、原鳍片与对接鳍片膨胀量不同、对接鳍片与管子焊接处受到剪切力的作用，这些导致了对接鳍片的热影响区靠鳍片侧外壁为薄弱环节，在锅炉运行过程中容易萌生裂纹，并由外壁沿热影响区扩展直至内壁，从而形成开裂。采取的措施为:伊敏电厂一期锅炉对此处水冷壁鳍片的改造工作列出了详细的5年期滚动计划，具体的改造方案为：割除原有的水冷壁鳍片安装焊口管束，割除管束长度为300mm，更换新的水冷壁鳍片管，水冷壁管对接焊缝处密封鳍片的焊接采用镶嵌式的焊接方式，焊接时做到与两侧水冷壁管轴心在同一水平面内。

图1 水冷壁管段开裂处形貌

图2 水冷壁管段裂纹打开形貌

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2012-2-4 17:23 上传

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