国华定电--1号炉后屏过热器泄漏分析汇报.ppt

,2015年5月26日,国华定电1号炉后屏过热器泄漏分析,目 录,一、事故前工况,二、爆口形貌,三、试验结果,四、机组启停参数分析,五、原因分析,六、暴露问题,七、后续措施,一、事故前工况,1号机组负荷387MW，主蒸汽压力是13.5MPa，主蒸汽温度是525/516；再热温度525/513；11、12、13、14磨煤机运行，总煤量170t/h ；11、12送风机，11、12一次风机，11、12引风机运行。,1号锅炉为上海锅炉厂生产的SG-2008/17.47-M903型亚临界汽包炉，后屏过热器管屏25屏，每屏20圈管子，管子规格54*8，材质12Cr1MoV、T91、TP347H。,二、爆口形貌,爆口位于后屏过热器受热面左数第20排外19圈，向火侧下弯头，背弧，其他管子被严重吹损减薄，管子材质为12Cr1MoV，规格为548mm，爆口位置如图所示。爆口位于向火侧弯头背弧，呈纺锤型，爆口轴向撕开长度为85mm，最大张口距离为35mm，爆口边缘厚度有减薄，剩余厚度在3-5mm；爆口边缘内外壁均有树皮纹，其他位置不明显，内外表面均有氧化皮。除爆口位置外，附近管子没有明显变形和胀粗。剖开爆管所在弯头，可见弯头内壁，背弧位置有异物堆积痕迹 。,三、试验结果分析,对该后屏过热器爆管及所送附近管子进行化学成分分析，金相分析、力学性能检验。取样位置见下表。,3.1氧化皮厚度测量,使用OLYMPUS-GX71金相显微镜对金相试样横截面进行观察，测量内壁可见氧化皮厚度，测量结果见氧化皮厚度测量结果表。,三、试验结果分析,3.2 金相组织试验分析,使用OLYMPUS-GX71金相显微镜对该爆管横截面进行金相分析，爆口边缘（试样1）金相组织如图1所示，铁素体+碳化物，珠光体区域完全消失，球化5级，部分晶界可见孔洞，晶粒可见变形，轻微拉长；远离爆口位置金相组织如图2所示，铁素体+碳化物，球化4.5级，大量碳化物在晶界析出，长大，部分位置出现双晶界。在这两个位置中间出现一种异常组织，如图3所示，在铁素体晶界上弥散分布着珠光体和碳化物，珠光体呈黑色片层状，分析认为是温度超过AC1后使部分碳化物重新溶解，遇蒸汽冷却生成新的珠光体形态。弯头内弧、爆口对侧金相组织珠光体球化4级，略好于爆口附近组织，如图4所示。试样1-2弯头背弧金相组织如图5所示，铁素体+碳化物，球化4.5级，大量碳化物在晶界析出，长大。试样1-2弯头内弧金相组织如图6所示，铁素体+珠光体，球化3.5级，珠光体区域隐约可见，较多碳化物在晶界析出。,图1,图2,图3,图4,图5,图6,三、试验结果分析,3.2 金相组织试验分析,试样1-3、试样1-4金相组织如图7、8所示，均为铁素体+碳化物，球化3-3.5级，珠光体开始分散，有碳化物在晶界析出，试样1-4金相组织略好于试样1-3，碳化物析出较少一些。试样2、试样3、试样4金相组织如图9、10、11所示，均为铁素体+碳化物，球化2.5-3级，珠光体开始分散，有碳化物在晶界析出。,图7,图8,图10,图11,图9,三、试验结果分析,3.3 力学性能,使用CMT5205电子万能试验机对管材进行拉伸试验，试验结果见下表。可以看出，11、1-2号试样的抗拉强度均低于GB5310-2008标准对12Cr1MoVG的要求。其他试验结果符合于GB5310-2008标准要求。相较之，爆管所在管段的抗拉强度明显下降，低于标准要求，即使是远离爆口，靠近集箱的进出口位置抗拉强度也有下降，有些值仍低于标准要求。,四、机组启停参数分析,4.1、启动时温升：3月10日02：00至04：00 主汽温度从116/116升至330/333，升温速率1.78/min和1.81/min，2：47至04：47 主汽温度从184/185升至342/343，升温速率皆为1.32/min，如图12所示。,4.2、减温水使用：自10日7:02分机组并网，07:20至07:30之间机组并网后，左侧一级减温水门后温度由377.84/377.91温度快速下降至274.48/268.89、右侧一级减温水门后温度由381.97/380.73温度快速下降至280.08/282.36，汽温在2分钟内突降了100，如图13所示。,4.3、后屏过热器金属壁温情况：后屏过热器左20屏19号管子壁温从2时50分左右低于相邻管子（18号与20号管）壁温40，到7时50分左右与18号管壁温趋于一致，从3月10日11时30分开始壁温超过18号管子壁温20，3月11日13时30分开始超过20号管壁温，16时与20号管子壁温差超过20，直至6时35分19号管壁温突然下降至与相邻管子壁温一致，且整个过程中19号管壁温不随机组负荷的变化而波动，如图14所示。,图12,图13,图14,五、原因分析,爆口呈纺锤型，张口较大，边缘有减薄，除爆口位置有鼓胀、树皮纹外，其他位置未见明显树皮纹，管径、壁厚均变化不大，爆口边缘金相组织存在拉长的铁素体，可见少量相变组织，说明曾短暂超温超过AC1（相变转变）线，以上分析认为该爆管具有短时过热特征。 爆口附近存在纵向树皮状裂纹，但仅在爆口两侧存在；内外表面均有氧化皮，氧化皮完整未脱落，内壁氧化皮厚度在0.2mm左右，较其他管子氧化皮有明显增厚；爆口边缘组织老化严重，珠光体区域完全消失，只有铁素体+碳化物，碳化物在晶界析出，长大，可见双晶界和孔洞，附近管子抗拉强度均低于标准要求。说明整个U型弯管均存在相对较长时间的过热老化现象。 U型弯向上2米位置，管子的金相组织中度老化，球化3-3.5级，抗拉强度满足标准要求，但是氧化皮厚度仍然为0.2mm，说明U型弯温度较其他管子高，氧化皮生成速度和老化速度较其他管子快。 从管子内发现的异物堆积痕迹，推测U型弯位置有异物附着在弯头背弧，减小介质流量，导致热量不能被介质带走，造成管材长期超温；这与U型弯的两个弯头内弧位置的金相组织略好于背弧位置是吻合的。 综上所述，机组启动前管内已经部分堵塞，通流面积已经减少，管材长期冷却不足，造成管壁过热，加剧了氧化膜的增长；启动过程中减温水投入不规范，管子壁温存在升降幅度较大的现象，由于19号管处于后屏过热器入口集箱的正下方，受减温水影响最直接，且管内氧化皮较厚的管子，大幅度的温度变化，造成氧化皮脱落，堵塞管子的全部通流面积，蒸汽流量急剧下降，管壁温度急剧升高，温度超过AC1，由于管子弯头部位安全裕量小，所以在19号管弯头部位发生爆管。,六、暴露问题,1、运行部当值人员在机组启动过程中未严格执行600MW机组防止锅炉受热面氧化皮脱落运行控制措施，精细化调整不到位，综合判断能力欠缺，在机组启动过程中，减温水使用不规范，锅炉主汽温波动幅度大，升温速率超过了1.5/min，未能按照措施要求进行壁温测点全程监视和曲线比较，违反了措施规定。 2、专业技术人员对锅炉氧化皮脱落问题未引起足够重视，主动分析意识不足，工作不细致，未能在锅炉点火后主动深入的进行参数分析，没有发现后屏过热器左数20屏外数19圈管子壁温高于其他管子的异常。 3、600MW机组防止锅炉受热面氧化皮脱落运行控制措施对机组启动期间防止汽温大幅波动、减温水使用等没有进行详细规定，对已制定的防止氧化皮脱落的措施执行情况监督不到位。 4、从运行值班人员、点检维护人员以及技术管理人员对1号锅炉受热面氧化皮情况过于乐观，导致在机组启动过程中忽视了温升速率、锅炉壁温等参数的分析和比对，没有对当值人员进行重点提示和监督检查，造成后屏过热器左数20屏外数19圈管子壁温长时间超过其他管子壁温而没有发现。 5、专业管理人员对防氧化皮措施没有认真开展深入、仔细的讨论，没有认真吸取兄弟单位的防磨防爆工作经验教训，专业敏感性差，防磨防爆工作机制、体系不健全，工作不扎实。 6、锅炉防磨防爆小组在1号机组停备锅炉防磨防爆检查项目评估中，虽然在工期有限的情况下进行了屏式再热器、末级过热器和末级再热器的防磨防爆检查、氧化皮堆积和厚度检测，但未对1号锅炉后屏过热器的氧化皮堆积和厚度进行检测，没有评估出后屏过热器氧化皮脱落的风险。,七、后续措施,1、建立受热面壁温异常记录台账，做好参数异常记录，对机组启停过程中的异常参数进行记录，在机组停运前，提供给锅炉防磨防爆小组作为防磨防爆检查的重要参考依据。 。 2、完善运行分析管理制度和标准，制定四台机组锅炉受热面壁温参数分析的专项规定，将壁温参数分析常态化，为防治锅炉受热面氧化皮积累基础数据，提供技术支撑。 3、进一步细化和完善600MW机组防止锅炉受热面氧化皮脱落运行控制措施，对减温水的使用和主再热汽温波动的要求进行详细规定，同时制定机组运行中氧化皮脱落的扰动措施。 4、完善锅炉防磨防爆检查技术记录和台帐，对检查数据进行统计分析，及时掌握设备劣化趋势，形成分析报告，为锅炉防磨防爆检查的立项和重点检查范围提供依据。 5、对减温水小流量旁路改造进行调研，编制可行性研究报告，在2015年1、2号机组检修中进行实施。 6、完善和修订锅炉防磨防爆管理制度，细化防磨防爆小组的职责和分工，组织编制2015年一