某超超临界锅炉水冷壁管爆管事故分析
王伟 盘荣旋 窦洪 杨龙滨 林介东 广东电网公司电力科学研究院
摘 要:通过成分分析、宏观检查、微观组织分析和显微硬度测试等,对某超超临界锅炉一起水冷壁管爆管事故原因进行了分析。研究结果表明,这是一起水冷壁管短时超温导致的爆管,对今后的超超临界锅炉水冷壁管爆管具有一定的警示和借鉴意义,并最终提出了相应的处理措施。
关键词:超超临界锅炉;水冷壁管;爆管分析;短时超温
某电站#3炉为DG2060/26.15-Ⅱ2型超超临界参数660MW本生直流锅炉,对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构,Π型锅炉。最大连续蒸发量2060.1 t/h,额定蒸汽压力(过热器出口)26.15 MPa,额定蒸汽温度605℃。
2010年12月,在调试过程中发现左侧垂直水冷壁发生泄漏,泄漏位置为55.5米层L1吹灰器孔弯管,破口发生在鳍片与水冷壁管角焊缝熔合线处,此处焊缝高度相对其他部位较高,如图1所示。管子规格Φ31.8×8.5mm,材质为15CrMo。为分析爆管原因,进行了成分分析、宏观检查、微观组织分析以及显微硬度测试等。
图1 破口宏观照片
1成分分析
运用INNOV X α-2000A型直读光谱分析仪,成分分析结果如表1所示。
表1 试验管的成分分析结果(wt.%)
C Si Mn Cr Mo
-- -- 0.58 0.83 0.40
GB 5310-2008 0.12~0.18 0.17~0.37 0.40~0.70 0.80~1.10 0.40~0.55
由表1可以看出,主要合金元素含量符合GB 5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》规定的15CrMo的成分要求。
2宏观检查
经宏观检查,发现管壁表面有较厚氧化皮,破口呈撕裂状断口,破口处存在明显胀粗和减薄。经切割后,将水冷壁管分割至若干段,如图2,未发现该试验管段存在节流孔和异物堵塞。
图2 切割后的管段照片
经测量,破口总长约59mm,宽约5mm;破口沿30~40度角度撕裂;破口胀粗最大处约39.4mm,壁厚最薄处约6.5mm。
经计算可知,胀粗率= =23.9%,管子胀粗明显;
壁厚减薄率= =23.5%,壁厚减薄明显。
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