超临界机组的锅炉高温受热面管氧化物堆积检测技术分析案例宣传

,不锈钢管氧化物脱落堆积检测的专用仪器其原理是利用电磁效应，BH,根据法拉第电磁感应定律:感应电动势正比于磁通量的时间变化率，E = BLvsin ，也就是在不锈钢管外表人为地放置马鞍形线圈探头通电充磁，当管内有氧化皮脱落堆积时，其磁场信号值增强的同时电动势增强，扫查探头从管壁外获得电动势信号，经放大后送入滤波器，依据其信号值与管内氧化皮脱落堆积量构成一定比例关系，滤除来自检测现场空间的电磁干扰、探头行进中跳动等干扰；并配置移相器用于抵消由于管壁厚薄、探头间隙不同而产生的差异，经过预处理的信号由计算机采集成数字信号，进行数字处理，以计算机强大的数据处理能力，实现人机对话，得到探头每测一处，仪器上就对应显示出相应氧化皮脱落堆积量的功能，同时能够根据管径规格判定堆积的氧化皮堵塞管道多少截面，这种扫查方法检测速度快，准确度高，省时省工，又易于实施，无须对管表面的氧化层、垢层进行清除工序，也无须涂抹耦合剂。扫查速度一个弯头/分钟，可在电厂大小修、临修中快速检测清理堵塞的氧化皮，消除锅炉堵塞爆管的重大隐患，保障锅炉安全运行。,氧化物脱落堆积检测的专用仪器,专用仪器的探头,专用仪器探头的结构,安徽淮南平圩发电公司#3、#4炉受热面不锈钢弯头氧化物脱落堆积检查汇报,平圩发电有限责任公司技术部安徽强华电力检修公司 金万里 手机系统电话：956512856,平圩发电有限责任公司#3炉系超临界机组，主蒸汽温度571、再热蒸汽温度569，2007年3月投产，于2009年1月检修，累计运行12000小时，本次检修委托我们利用新开发的高科技不锈钢管氧化物堆积检测的专用仪器检查，历时2天时间对#3炉高过、屏过、高再不锈钢弯头进行全部检查，发现内部氧化物堆积信号值在1500以上的有56只(大多堵管) ， 割出三只弯头验证即NO.15-1、 NO.16-1 、NO.26-6弯头，其堆积氧化物重量份别是62克、56克、30克(基本堵满管径，见照片) ，其他割管用吸尘器吸取后分别记录，都在30克以上，其中有20只达100克，最多120克（把管径塞得严严实实）。信号值在1000至1500的有130只， 500至1000的有360只，其他在500以内。抽5根弯头拍片记录堵管影像，都显示全部堵管（见底片）。实践证明利用我们新开发的高科技不锈钢管氧化物堆积检测的专用仪器检查，效果十分良好、成功，彻底消除锅炉堵塞爆管的重大隐患，保障锅炉稳定运行，也得到了电厂的一致肯定。附：平电公司#3炉检查照片,#3炉受热面不锈钢管氧化物堆积检查情况,#3炉高过不锈钢弯头检查图,#3炉屏过不锈钢弯头检查图,#3炉高再不锈钢弯头检查图,#3炉高过抽割三只弯头,#3炉高过抽割弯头的内壁氧化皮脱落情况,内窥镜显示#3炉高过抽割弯头的内壁氧化皮脱落情况,内窥镜显示#3炉高过抽割弯头的内壁氧化皮脱落情况,#3炉高过NO.26-6弯头堆积氧化物重量56克 (堵满管径),#3炉高过弯头NO.26-6堆积氧化物堵满管径的影象,#3炉高过NO.16-1弯头堆积氧化物重量62克 (堵满管径),#3炉高过弯头NO.16-1堆积氧化物堵满管径的影象,#3炉高过NO3.15-1弯头堆积氧化物重量30克 (基本堵满管径)，特别是弯头聚积一块约3040mm铁块 让堵管风险更大,#3炉高过弯头NO.15-1堆积氧化物堵满管径的影象，3040mm铁块影象更加清晰,#3炉高过夹持管弯头NO.14-2堆积117克氧化物堵满管径的影象,#3炉高过夹持管弯头NO.18-2堆积120克氧化物堵满管径的影象,#3炉高温再热器弯头,平电公司#4炉运行累计9500小时,于2009年5月26日至28日委托我们利用新开发的不锈钢管氧化物堆积检测的专用仪器对其高温受热面不锈钢管氧化皮脱落堆积检测, 发现12根管弯头有氧化皮脱落堆积在20克以上的信号,割管抽取的氧化皮重量与我们使用的专用仪器检查的判定一致,准确无误,有3根管弯头堵塞的氧化皮重量在60克以上,已把管径堵得严严实实,及时消除了锅炉运行因氧化皮脱落堆积堵塞爆管的重大隐患,得到公司领导的嘉奖.（本次检查没有射线透视，全靠专用仪器检查：快速、灵敏、准确、费用最低）附：抽取的氧化皮照片,#4炉高温受热面不锈钢弯头氧化皮堆积检测,姚孟电厂#5锅炉氧化物堆积检测情况,姚孟电厂#5锅炉为东方锅炉（集团）生产的超临界参数直流炉，于2007年9月22日开始整套启动，2009年2月13日停机检修，累计运行9995小时。本次检修委托我们利用新开发的高科技不锈钢管氧化物堆积检测的专用仪器检查，历时2天时间对#5炉高过、屏过、高再不锈钢弯头进行全部检查，发现内部氧化物堆积信号相当于30克重量以上的区域基本在高温再热器管内，有106只， 割出7只弯头验证并拍片记录堵管影像，发现有的已堵满管径。实践证明利用我们新开发的高科技不锈钢管氧化物堆积测的专用仪器检查，效果十分良好、成功。附：姚孟电厂#5炉检查照片,第20排第1根后弯割管内窥镜照片，氧化皮重 110克（信号值5000）,第20排第1根后弯；透视、割管，氧化皮重 110克（信号值5000）,第20排第1根后弯；透视、割管，氧化皮重 110克（信号值5000）,第10排第8根后弯；透视、割管，氧化皮重54.5克（信号4410）,第16排第1根后弯；透视、割管，氧化皮重 102.3克（5500）,第19排第1根后弯；透视、割管，氧化皮重 85.8克（4800）,NO.23-1后弯；透视、割管，氧化皮重 79.1克（信号值5650）,奥氏体不锈钢弯头氧化物堆积分析介绍,一、奥氏体不锈钢产生氧化物的原因二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落三、氧化物在钢管内堆积堵塞的形式四、奥氏体不锈钢弯头堆积氧化物检测五、奥氏体不锈钢弯头堆积氧化物的预防 典型案例,一、奥氏体不锈钢产生氧化物的原因,主要原因： 高温氧化 其它原因： 锅炉运行时间长、水质、运行习惯、锅炉构造及其它因素,一、奥氏体不锈钢产生氧化物的原因,亚临界机组正常运行温度（541）此时炉内钢管实际温度（ 541 50 591 ）；超临界机组正常运行温度（571）此时炉内钢管实际温度（ 571 50 621 ）；因此，锅炉设计应用1Cr18nI9Ti、SA-213TP304H、 SA-213TP316H、 SA-213TP347H等不锈钢材料 。经研究蒸汽温度在538 以下，锅炉一般不发生氧化皮剥落的问题，而蒸汽温度在566 以上时不锈钢管料就会发生所生成的氧化皮剥落事故，特别是超临界锅炉不可避免产生氧化皮脱落堵塞管道，检修时必须检查。,一、奥氏体不锈钢产生氧化物的原因,亚临界机组正常温度运行（541），根据奥氏体不锈钢使用特性，氧化物高峰期应在35000小时左右就会出现脱落堵塞管道；国内机组高峰期最早的在33000小时左右。超临界机组正常温度运行（571），根据奥氏体不锈钢使用特性，氧化物高峰期应在15000小时左右就会出现脱落堵塞管道；国内机组高峰期最早的在3100小时左右。一组实验温度运行（650），根据奥氏体不锈钢使用特性，氧化物高峰期应在2000小时左右就会出现脱落堵塞管道； 温度越高，高温氧化就会加速，氧化高峰期来的越早温度越高，高温氧化越快，容易造成氧化物运行中大面积快速脱落堵塞爆管。,一、奥氏体不锈钢产生氧化物的原因,亚临界机组超温运行（主蒸汽温度541），此时炉内钢管温度（ 541 50 591 ）， 就会加速高温氧化温度越高氧化越快，容易造成氧化物运行中大面积快速脱落堵塞爆管。超临界机组超温运行（571），此时炉内钢管温度（ 571 50 621 ）， 就会加速高温氧化温度越高氧化越快，容易造成氧化物运行中大面积快速脱落堵塞爆管。,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,超临界机组正常运行温度（571）及正常运行工况，此时炉内钢管温度（ 571 50 621 ）。炉内钢管就会一直产生高温氧化、一直脱落、随着蒸汽带走，一般不会发生氧化物堵塞爆管。但是会冲刷损坏汽轮机叶片、喷嘴、隔板等部件,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,宝钢电厂汽轮机叶片受到来自过热器和再热器的剥离物颗粒的损伤,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,汽轮机叶片和中压第一级隔板的颗粒侵蚀形貌,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,污染汽水品质,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,洛阳电厂管子内壁附着氧化皮及其剥落形貌,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,上海石洞口二厂氧化皮奥氏体不锈钢内壁氧化皮及其剥落形貌,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,超临界机组超温运行（ 571）及异常运行工况，此时炉内钢管温度（ 571 50 621 ），炉管内氧化物产生加速，脱落量加大，造成蒸汽不能将脱落的氧化物全部带走，部分沉积直至堵塞运行中爆管。,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,停炉时：由于不锈钢在运行时内壁已有大量的氧化物存在，而不锈钢和氧化物的膨胀系数相差较大，冷却时不锈钢收缩快，氧化物收缩慢。 氧化物挤碎脱落沉积 不锈钢的线膨胀系数：2.1*10-5 氧化物的线膨胀系数：0.9*10-5 氧化物脱落无法避免,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,二、奥氏体不锈钢氧化物的脱落,启炉时：由于不锈钢在运行时内壁已有大量的氧化物存在，在停炉时已破碎，不锈钢和氧化物的膨胀系数虽然相差较大，但不锈钢膨胀快，氧化物膨胀慢，氧化物破碎量小，一般不会造成氧化物大面积脱落。 不锈钢的线膨胀系数：2.1*10-5 氧化物的线膨胀系数：0.9*10-5 氧化物脱落量小，一般不会造成堵塞爆管,三、氧化物在钢管内堆积堵塞的形式,目前氧化物在钢管内堆积堵塞的形式大致有下列几种：,三、氧化物在钢管内堆积堵塞的形式,目前氧化物在钢管内堆积堵塞的形式大致有下列几种：,三、氧化物在钢管内堆积堵塞的形式,氧化物在钢管内堆积堵塞的形式及风险：,四、奥氏体不锈钢氧化物的检测,目前检测方法大致有下列几种： 1、目视检测（不可靠） 2、割管抽检（不可靠） 3、射线拍照（不可靠） 4、高科技不锈钢弯头氧化物堆积检查专用仪器检测（十分可靠）,四、奥氏体不锈钢氧化物的检测,目视检测方法： （不可靠） 目前很多电厂总结出很多经验办法应对氧化物脱落弯头堆积，但这种办法掌握较难，容易误判，除非在抢修时间短看看，一般不采用。,四、奥氏体不锈钢氧化物的检测,割管抽检方法： （不可靠） 割管抽检也是一种经验方法，该方法只是听天由命，锅炉内高温、屏式过热器、再热器有数千个弯头，一般一台炉少的每次只有几个或数十个弯头内发生氧化物堵塞，抽中的几率微乎其微，容易误判。,四、奥氏体不锈钢氧化物的检测,射线拍照检测方法： （不可靠） 射线拍照比割管抽检稍好些，但费用太高、时间较长，还影响其他工作，有的地方受位置、环境限制就无法透照，如空间狭小、管内有水，都无法检测。抽检也是碰运气，很可能有而没抽到，这样就让氧化皮沉积的隐患存在=堵塞爆管。,四、奥氏体不锈钢氧化物的检测,高科技不锈钢弯头氧化物堆积检查专用仪器检测（十分可靠） ：该仪器显示的信号值与氧化皮脱落堆积量成一一对应关系，根据管径规格可以判定堆积的氧化皮堵塞管道多少截面，这种扫查方法检测速度快，准确度高，省时省工，又易于实施，无须对管表面的氧化层、垢层进行清除工序，也无须涂抹耦合剂，无辐射，可以交叉作业，扫查速度一个弯头/分钟，可在电厂大小修、临修中快速检测清理堵塞的堆积氧化皮，费用最低，目前已在多家电厂使用，效果十分良好。如贵单位需要掌握锅炉受热面管内氧化物脱落情况及预控措施，请联系我们共同合作，为消除锅炉受热面管内壁氧化皮剥离堆积堵塞爆管的隐患，保障机组稳定运行做出我们应有的贡献！联系单位：平圩发电有限责任公司安徽强华电力检修公司联系人：金万里 手机系统电话：956512856,五、奥氏体不锈钢氧化物的的预防,对于44.5*7.5mm长30m的不锈钢钢管，650 氧化物达到高峰期时，钢管内累计产生28000g氧化物，而对于个别管子，30g足以堵塞弯头引起爆管。,五、奥氏体不锈钢氧化物的的预防,在检修期间 ，应利用我们最新开发的高科技不锈钢管氧化物脱落堆积检测的专用仪器对高温受热面管进行氧化皮堆积检测和清理,5.1、典型事故案例,据不完全统计，国内目前已有二十多家电厂相继出现了氧化皮剥落所导致的爆管、汽室部件严重磨损等事故，出现问题的管子既有奥氏体不锈钢管，也有铁素体类低合金钢管，但18-8系列粗晶奥氏体不锈钢管最为突出。以下电厂皆出现了氧化皮剥落所导致的爆管、汽室部件严重磨损等事故宝钢2350MW， 扬二2300MW, 漳州后石2600MW， 国华 泰仓 2600MW，镇江2600MW， 沙洲 2600MW，南通4350MW , 华润 常熟2600MW，大奇 6300MW, 广州黄埔发电厂,5.1、典型事故案例,伊敏2500MW ,日照 2350MW, 洛阳4165MW,阳澄 6350MW ， 绥中 2800MW，沁北 2600MW ，韩峰 2660MW, 石洞口 2600MW, 湘潭2600MW，上安 4300MW ，潮洲 2600MW，阳洛 2600MW，华能太昌 2600MW,5.1、华能伊敏案例,华能伊敏电厂锅炉型号为-1650-25-545型500MW机组的超临界直流炉，额定容量1650T/H，主蒸汽压力25MPa，主蒸汽温度545，再热器出口压力3.92Mpa，再热器出口温度545。 2004年10月1#锅炉累计运行30703小时的检修过程中，发现大面积氧化皮堵塞现象，电厂采取吹管处理，共计吹出氧化皮大约680公斤后，还有大量的管子堵塞，经检测割管400余弯头，单根弯头内取出氧化物量达到2800g，1#炉属于典型的超温大面积爆发。,5.1、华能伊敏案例,管子内剥落区域,5.1、华能伊敏案例,管子内剥落区域,5.1、华能伊敏案例,管子内壁残留的氧化物,5.1、华能伊敏案例,管子内壁残留的氧化物,5.1、华能伊敏案例,管子内壁残留的氧化物,5.1、华能伊敏案例,管子内壁残留的氧化物,5.1 、华能伊敏案例,管子内取出的氧化物,5.1 、华能伊敏案例,管子内的氧化物,5.1 、华能伊敏案例,管子内取出的氧化物,5.1 、华能伊敏案例,伊敏电厂#1炉不锈钢再热器管内堆积氧化皮形貌,5.1 、华能伊敏案例,伊敏电厂#2炉不锈钢过热器管内堆积氧化皮形貌,5.1 、华能伊敏案例,伊敏电厂#2炉不锈钢过热器（326mm）管内堆积氧化皮形貌,5.2 、华能沁北案例,华能沁北2006年4月在1#炉600MW超临界机组在运行过程中爆管，转入检修，检修中发现高温过热器、屏式高温过热器发生大面积氧化皮堵塞现象，高温过热器抽检3屏60根管子，有17根管子堵塞，敲管后全部堵塞，高温过热器全部割管处理；屏式高温过热器敲管后全部割管处理；高温再热器内氧化物不影响管子安全运行未处理。启动先后消缺停机两次，第三次启动时爆管，经检测又有100余根管子堵塞。1#炉属于典型的超温大面积爆发。,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器取出的氧化物,5.2 、华能沁北案例,沁北屏式高温过热器取出的氧化物,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器管子爆口,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器管子膨胀,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器管子爆口,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器取出的氧化物,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器取出的氧化物,5.2 、华能沁北案例,沁北高温过热器取出的氧化物,5.3、国华绥中案例,国华绥中1#、2#机组系俄罗斯800MW超临界机组，主蒸汽设计温度540。该机组先后于1999年、2000年投运，主蒸汽运行温度539 。截至2006年1月，安全运行约40000小时，2006年1月，电厂为节源增效，将主蒸汽运行温度提高到540 。2006年2月、 3月、 4月， 1#、2#机组先后发生氧化皮堵塞爆管。2006年4月主蒸汽恢复到539 ，截至2007年5月，检测均未发现氧化物堵塞弯头的风险。 2008年8月，电厂又将主蒸汽运行温度提高到540 运行，2007年11月2#炉检测时发生大面积氧化物堵塞弯头，具体情况见下表。,5.3 、国华绥中案例,5.3 、国华绥中案例,5.3 、国华绥中案例,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.3 、国华绥中案例,国华绥中高温过热器取出的氧化物,5.4、大唐湘潭案例,大唐湘潭电厂4# 600MW超临界机组2006年底投运，2007年7月在运行中爆管，累计运行3300小时，检测发现还有几根管子内有氧化物堆积堵塞弯头，氧化物呈胶质状，当时要求检修人员将氧化物取出后用高压水冲洗，检修人员没有执行这些措施，致使机组启动后90小时这根管子爆管，经再次对高温过热器全面检测，没有发现有危害机组安全运行的氧化物堆积，机组正常启动。,5.4 、大唐湘潭案例,大唐湘潭高温过热器第一次爆口,5.4 、大唐湘潭案例,大唐湘潭高温过热器第一次爆口,5.4 、大唐湘潭案例,大唐湘潭高温过热器检测取出的氧化物,5.4 、大唐湘潭案例,大唐湘潭高温过热器检测取出的氧化物,5.4 、大唐湘潭案例,大唐湘潭高温过热器第二次爆口,5.5 、日照电厂再热器管脱落的氧化皮,日照电厂#1、2锅炉分别于1999年9月、2000年1 月投产,由于锅炉结构原因沿宽度存在两侧高、中间低的热偏差现象，过热器出口段管子最高壁温差达80-90，再热器出口段管子最高壁温差达100-110；2台锅炉从试运投产到2002年10月，