某电厂420t/h锅炉高温过热器爆管原因分析

某电厂420t/h锅炉高温过热器爆管原因分析
殷尊   西安热工研究院有限公司
摘  要：对某电厂2号锅炉高温过热器的爆破管和运行管进行了化学成分、内壁氧化皮、金相组织、硬度、550℃短时拉伸等试验分析。结果表明，爆漏的原因是由于长期过热，管子局部存在超温引起的组织老化，产生蠕变孔洞及裂纹等；针对分析结果，提出了预防措施和建议。
关键词：爆管；分析；长期过热；预防措施
引言
近年来由于国家能源政策的调整，出现了全国性的电煤市场紧缺，火电厂燃料供应十分紧张，因此许多电厂不得不燃用非设计煤种。某火力发电厂2台420t/h无烟煤锅炉也开始燃用非设计煤种——难着火、难燃尽的越南鸿基无烟煤。在燃用越南鸿基无烟煤的过程中，不同程度地存在炉膛结焦严重、锅炉燃烧不稳定、飞灰含碳量过高等问题[1]。
该火力发电厂#2锅炉是东方锅炉厂为燃用无烟煤而设计生产的超高压自然循环汽包炉，与135MW汽轮机发电机配置，锅炉型号为DG420/13.7-II2，为一次中间再热Π型布置，煤粉燃烧器为百叶窗水平浓淡直流燃烧器，四角布置，切向燃烧，喷嘴固定。锅炉设计过热蒸汽温度540℃、过热蒸汽压力13.7MPa，再热蒸汽出口温度540℃、出口压力2.35MPa，于2004年6月正式投入运行。#2锅炉高温过热器于2011年3月发生爆管，本文以各项组织和性能试验结果为基础，分析爆管原因，以期避免此类爆管继续发生，确保发电设备安全稳定运行，避免机组非计划停运。
1试验材料和方法
试验材料选用该电厂#2锅炉高温过热器编号为13-2的爆破管、13-3管和1根运行管，此次#2锅炉高温过热器爆破管为U型管，两边管子编号分别为13-2和13-3，爆破位置在13-2管的弯头。按照GB/T223对取样管金属粉末进行化学成分分析，取样管的化学成分分析结果如表1所示，结果表明爆破管和运行管的各元素含量均符合GB5310-2008对 G102(12Cr2MoWVTiB)的要求。
表1  试验材料化学成分分析结果(wt%)
化学元素        C        S        P        Si        Cr        Mn
13-2（爆破管）        0.14        0.009        0.019        0.58        1.78        0.54
运行管        0.15        0.012        0.018        0.60        1.82        0.54
GB5310-2008对12Cr2MoWVTiB的要求        0.08~0.15        ≤0.015        ≤0.025        0.45~0.75        1.60~2.10        0.45~0.65
化学元素        Mo        Ti        V        W        B        /
13-2（爆破管）        0.54        0.11        0.38        0.36        0.004        /
运行管        0.56        0.10        0.39        0.36        0.004        /
GB5310-2008中对12Cr2MoWVTiB的要求        0.50~0.65        0.08~
0.18        0.28~
0.42        0.30~0.55        0.0020~0.0080        /
按DL/T 884-2004《火电厂金相检验与评定技术导则》的要求制作金相试样，在OLYMPUS GX71金相显微镜下观察显微组织和爆口形貌，并测量氧化皮厚度；使用HB3000C型布氏硬度试验机对样品按GB 231-2002《金属布氏硬度实验》进行硬度测试；按GB/T 4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》在SANS CMT5205型电子拉伸试验机上进行高温（550℃）拉伸性能试验。

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2012-2-4 18:24 上传

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