广东某电厂(1000MW)锅炉前屏过热器爆管的原因分析.pdf

Internal Combustion Engine & Parts 1 锅炉概况 锅炉型式： 超超临界参数、 变压直流炉、 单炉膛、 一次 再热、 平衡通风、 露天布置、 固态排渣、 全钢构架、 全悬吊结 构、 # 型锅炉， 反向双切圆燃烧方式。锅炉型号： HG-3100 28.25-YM4。锅炉燃烧方式： 八角反向双切圆燃烧， 每台锅 炉配 6 层煤粉燃烧器， 每层各 8 只， 共 48 只煤粉燃烧器。 A 层燃烧器配有微油点火装置，共 8 支，单支出力为 120kgh， 还隔层配置 AB、 CD、 EF 三层大油枪， 共 24 支， 单 支出力为 1350kgh。 2 前屏过热器爆管分析 2.1 第一次爆管 2.1.1 爆管前运行情况 1 号锅炉于 2016 年 1 月 20 日进入整套启动阶段， 1 月 21 日 6：30，锅炉整套启动首次点火， 1 月 22 日 17：40， 汽机完成冲转定速 3000rpm， 1 月 25 日 01：55， 机组首次并 网， 带初始负荷 153MW， 1 月 26 日 19：00， 负荷 505MW， 水 煤比为 6.94， 过热度为 17.32， 给水流量 1432.5th， 主蒸汽 流量 1418.1th。#1 机组协调方式， 1A1B 引风机动叶开度 4336、电流 239A236A， 1A1B 送风机动叶开度 20 17、 电流 55A56A， 炉膛压力-112Pa， 总风量 2104th， 主 汽压力 12.13MPa， A 侧末过出口温度： 574， B 侧末过出 口温度： 578， A 侧再热出口温度： 581， B 侧再热出口温 度： 582。 2.1.2 爆管异常过程 1 月 26 日 19：00：54 #3 炉炉膛压力突然冒正压至 540Pa；机组负荷 505MW 开始下降，锅炉总燃料量由 204TH 增加至 227TH， 1A 引风机自动跟踪炉膛负压， 电 流由 239A 增加至 258A， 1B 引风机自动跟踪炉膛负压， 电 流由 236A 增加至 251A， 1A1B 送风机电流由 55A56A， 自动增加至 65A67A。 1 月 26 日 19：01：16， A 侧末过出口、 A 侧高过出口汽 温开始快速下降： B 侧末过出口、 B 侧高过出口汽温快速 上涨， #1 炉炉管泄漏均显示炉管泄漏报警。异常发生后， 现场立即组织检查，发现在炉右侧 60m 靠近锅炉中心线 位置， 炉膛看火孔处传来炉内异响， 确定为炉管泄漏声音。 通过声音位置及壁温超温报警， 初步判断炉管泄漏位置为 前屏、 后屏过附近受热面管泄漏。 2.1.3 爆管位置确认 锅炉第一次爆管， 发生炉管泄漏报警后就地确认屏过 附近爆管， 果断停炉。后检查发现此次爆管位置在前屏过 热器第 7 大屏 （左右） 第 1 小屏 （前后） 第 6 根管 （外 内） ，该管已严重变形。具体位置在 12Cr1MoVG 与 SA- 213TP347H 异种钢焊口附近靠 12Cr1MoVG 侧，距离炉顶 大包 9m， 距前屏过热器下弯头处 4.7m， 见图 1。此次爆管 有胀粗现象， 初步判断为管子短期过热超温引起， 怀疑管 内有异物堵塞。此次爆管处理情况为： 将爆口处管子切割 重新更换。 图 1 2016 年 1 月 26 日前屏过热器第一次爆管爆口照片 2.2 第二次爆管 2.2.1 爆管前运行情况 1 号锅炉于 1 月 31 日 05：50 锅炉再次点火， 2 月 1 日 18：30， #1 机组协调方式，负荷稳定在 985MW， 1A1B 引风 机动叶开度 7871、 电流 676A684A， 1A1B 送风机动叶 开度 6467、 电流 123A122A， 炉膛压力-104Pa， 总风量 3000th， A 侧末过出口温度： 584， B 侧末过出口温度： 581， A 侧再热出口温度： 589， B 侧再热出口温度： 582。水煤比为 7.14， 过热度为 29.32， 给水流量 2890.5th， 主蒸汽流量 2948.8th， 主汽压力 25.93MPa。 2.2.2 爆管异常过程 2 月 1 日 18：30：24 #1 炉炉膛压力突然冒正压至 560Pa；机组负荷 985MW 开始掉负荷，锅炉总燃料量由 394TH 增加至 407TH， 1A 引风机自动跟踪炉膛负压， 电 流由 676A 增加至 698A， 1B 引风机自动跟踪炉膛负压， 电 流由 684A 增 加 至 690A， 1A1B 送 风 机 电 流 由 123A 122A， 自动增加至 132A131A。 2 月 1 日 18：30：46， A 侧末过出口、 A 侧高过出口汽温 开始快速下降， B 侧末过出口、 B 侧高过出口汽温快速上 涨， #3 炉炉管泄漏均显示炉管泄漏报警。异常发生后， 现 场立即组织检查，发现在炉左侧 60m 靠近锅炉中心线位 置， 炉膛看火孔处传来炉内异响， 确定为炉管泄漏声音。 通 过声音位置及壁温超温报警， 初步判断炉管泄漏位置为前 屏、 后屏过附近受热面管泄漏。 广东某电厂(1000MW)锅炉前屏过热器爆管的原因分析 李冠华 （广东粤电博贺煤电有限公司， 茂名 525000） 摘要:近年来， 超超临界火力发电厂机组投入建设不断增多， 进入调试机组也随之增加。 在调试过程中， 锅炉 “四管” 爆管的事故屡 见不鲜， 导致推迟了机组投入商业运行的时间。 本文主要针对某电厂前屏过热器二次爆管的事故， 分析总结出原因， 并提出防范措施， 以防止同类型事故发生。 关键词:发电厂； 爆管； 超温； 前屏过热器 61 内燃机与配件 2.2.3 爆管位置确认 发生锅炉第二次爆管，发现炉管泄漏并就地确认爆 管后， 果断停炉。后检查发现此次爆管位置在： 前屏过热 器第 2 大屏 （左右） 第 3 小屏 （前后） 第 12 根管 （外 内） 。此次爆管跟第一次爆管现象及其相似， 虽在不同的 管屏， 但爆口位置相同， 见图 2。此次爆管跟第一次爆管 现象及其相似， 虽在不同的管屏， 但爆口位置相同， 也有 胀粗现象， 为短时超温引起。此次爆管处理情况为： 将爆 口处管子切割重新更换，并对前屏所有管屏入口节流孔 圈进行拍片检查。 2.3 二次爆管炉内位置 （图 3） 2.4 二次爆管原因分析 爆漏管外观检查结果： 爆口明显胀粗、 张口较大呈喇 叭形、 边缘锋利呈刀刃形， 为短期过热爆口特征。 再次根据 电科院对爆口的金相组织、力学性能、爆漏管 12Cr1MoV 的管壁当量温度以及锅炉的运行状态进行综合分析， 1 月 26 日 1 号炉前屏过热器爆管原因为： 超温爆管， 并且超温 幅度较大，已经达到 12Cr1MoV 管钢材的下临界点 AC1 （760） ； 引起超温的原因是： 爆漏管所接联箱或下弯头有 遗留物堵塞管路，使得管内工质流量减少造成管壁超温。 另外， 1 号锅炉 1 月 31 日前屏过热器爆管， 从爆口的形貌 和位置以及运行状态上来看，爆管原因与 1 月 26 日的爆 管原因是相同的。 3 防范措施 加强酸洗和吹管工作， 保证机组投运前将易脱落的 图 3 前屏过热器结构图及两次爆管位置 图 2 2016 年 2 月 1 日前屏过热器第二次爆管爆口照片 62 Internal Combustion Engine & Parts 1 变电站运行维护特点 变电站运行维护的内容很多，主要有下面几点： 变电站设备故障或异常率相当高。另外， 因为变电站运 行维护设备台数比较多， 这样不仅增加了故障或异常发 生的概率， 而且还会造成工作人员的工作量和维护工作 量很大， 造成其工作的复杂和错误， 从而引起设备故障 或异常。工作人员很难管理。由于变电站建设相对分 散， 维护工作人员分散在不同地区， 导致电力企业难以 集中管理。 2 变电站运行维护风险的 LEC 方法 目前， LEC 是分析变电站运行维护风险的主要措施， LEC 法指在危险环境中作业时， 把危险源的半定量性安全 评价方法， 其风险度分析公式为： DLEC； 其中， L 表示 事故概率的大小， 其等级可分为完全可预测的、 可能性比 较大、 有可能的、 不可能的和几乎不可能的； E 是暴露在危 险条件下的人体暴露频繁的程度， 等级可分为： 连续暴露、 每天 1h， 每月曝露， 每年有好几次曝露； C 表示造成损失 的事故， 因为事故损失程度是不同的， 所以没有对损失进 行分级。 随后，电力企业可以通过 LEC 法和不同等级的公式 计算变电站的运行维护风险水平， 因此， 电力企业可以制 定有针对性地对变电站的运行维护风险控制的措施， 最大 程度地保证电力供应的安全性和稳定性。 3 变电站工作人员管理风险分析及应对措施 3.1 变电站维修人员的管理 如果想要维护好变电站，首先要从管理方向出发， 对 于工作人员要做到认真工作， 在值班和交接班的时候要准 时。 第一点要清楚工作的内容， 工作的性质。 工作人员可以 根据变电站的运营情况以及运营的的手段， 及时做好上班 前的准备工作， 才能够在工作的过程中不出乱子， 避免不 必要的麻烦。 在工作的时候，要及时对工作的内容进行记录和检 查， 并且还要做好变电站的各类资料的整理和汇总， 特别 是对变电站的卫生和环境以及各类工具提前准备好， 同 时， 工作人员要提前进入值班室， 由专门的带队人员带入， 避免其他闲杂人员进入主控室后发生意外。 第二， 在交接班的时候， 交接人员要把基本情况交代 清楚， 把出现的特殊情况说明， 避免再次出现这样的特殊 情况， 当再次出现类似的问题时就能做到及时的处理。交 代基本情况的时候工作人员要按照实际工作的内容进行 交接， 避免出现与实际不符的情况， 交代的内容要包括： 在 他们值班的时候变电站的基本运营情况、 变电站出现的事 故和处理方式、 变电站设备是否出现异常问题。 以及要交代的注意事项， 除此之外， 值班人员也要核 对变电站的情况， 对变电站的信号进行模拟核对， 对工具、 照明情况、 卫生情况进行检查， 确保无误之后签字确认， 值 班长通过口述的方式将实际情况交代清楚， 完成交接任务 方可离开。 3.2 变电站的防火管理风险分析及应对措施 变电站的防火管理也是风险管理中很重要的一点， 对 于变电站的安全发展有着很重要的作用。 首先工作人员要 在值班的时候严格按照规章制度进行工作， 当日值班人员 氧化皮及铁锈杂物清除干净。 酸洗和吹管后要对重点部位 和原件进行内窥镜检查及割管检查， 彻底清理杂物， 确保 酸洗及吹管效果。 严格做好锅炉风量标定试验、 空气标定试验、 空气 动力场试验、 水动力试验、 燃烧调整试验， 力求达到厂家规 定的要求。 在国内同类型锅炉容易发生超温爆管的位置， 加装 壁温测点或工质温度测点。保证壁温测点设计的完整性、 合理性， 安装的正确性， 测量指示准确性。 严格控制壁温在正常范围内， 运行过程中控制前屏 （12Cr1MoVG） 管壁壁温在 580 （极限温度） 以下运行， 若 温度超过规定值时， 立马进行调整处理， 使其尽快恢复在 正常范围内， 必要时降低主汽温运行。 4 结语 综上所述， 为了预防超临界锅炉爆管事故， 避免锅炉 计划外的停运， 满足锅炉工作的安全节能标准， 需秉持 “预 防为主， 维修为辅” 的原则。研究锅炉爆管的特征与规律， 找到导致锅炉爆管的原因， 且应用切实高效的预防措施与 改造方式，保证超临界锅炉始终处在最佳的工作状态， 尽 可能防止锅炉出现爆管事故。 参考文献: 1郝冬福， 刘鸿.某电厂锅炉后屏过热器管泄漏原因分析J. 华电技术， 2014-11-25. 2王宁生， 张力.超超临界锅炉