#2炉分隔屏过热器爆管原因分析及对策

1、 专业技术文件 / Technical documentation 编号： #2炉分隔屏过热器爆管原因分析及对策Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：_日期：_#2炉分隔屏过热器爆管原因分析及对策温馨提示：该文件为本公司员工进行生产和各项管理工作共同的技术依据，通过对具体的工作环节进行规范、约束，以确保生产、管理

2、活动的正常、有序、优质进行。本文档可根据实际情况进行修改和使用。 7月2日20：22平电公司2炉分隔屏过热器发生严重爆管, 巨大泄漏声震整个锅炉, 炉外几十_大的蒸汽冲力而变形, 将3环下弯头挤扁。相邻的3、4、5、6根管外壁有过热氧化现象, 在较高处有明显的氧化皮。较为严重的是在其对面后组件出口段2、3、4、5、6根在较高处严重变形, 其变形是由过热引起, 且管外壁已有较厚的氧化皮。前组件流体冷却间隔管前端部与垫块错位相磨碰, 管壁磨损达2mm。（3）现场处理：更换爆漏的2根下弯头和8米长的上升段, 共4道焊缝；更换挤扁的3环弯头。 2爆管管样管材：12Cr1MoV, 规格：579。爆口：棱

3、形, 对角12051, 爆口边缘厚2mm, 内外壁有氧化皮生成。在爆口上方100mm内, 管子胀粗成61, 胀粗率6.56%, 管壁硬度119HB；距爆口100200mm内, 管子胀粗成59, , 胀粗率3.5%, 管壁硬度109HB, 在爆口下方30mm内, 管子胀粗成60.5, 胀粗率6.14%。爆口处硬度116HB, 爆口侧面和背面硬度112/98HB。 在爆口上方1.5和下方0.4米范围内管外壁存在大量纵向裂纹, 管壁氧化皮较厚。爆口处由于受泄漏蒸汽很大反作用力, 此处已变形成近90弯管, 并使爆口扩大, 爆口处边缘管壁拉薄和撕裂。 3分隔过热器结构介绍 进口三通分隔屏过热器结构示图

4、分隔屏过热器位于上炉膛, 在前墙水冷壁和后屏过热器之间, 沿炉膛宽度方向分6大屏, 并以2286、3048的横向节距将上炉膛分隔。每大屏分成并联的前组件和后组件二部分, 管径为57, 前组件外环为60, 每组件有31根管。由于分隔屏左右进出口联箱在大包箱内是纵向布置, 而炉内管屏是横向布置, 因此管子走向较为复杂, 交叉布置全在炉顶大包箱中, 这种布置方式是CE 公司的专利。 进口联箱比出口联箱长近一倍, 前半部分分三路组成三个大屏前组件, 后半部分同样分三路组成三个大屏后组件, 前后组件介质流向成对流方式。进口联箱由于较长, 在三通部位和延伸段无开孔引出管；而出口联箱较短, 整个联箱包括三通

5、在三个方向都有开孔引入管。在出口联箱三通处前后组件最外环8根管皆接入此三通, 这8根管全为前后组件出口段最外环。 4爆管原因分析 根据爆管管样在2米范围内出现相差不大的硬度、胀粗率、内外表面氧化皮, 此管段存在长期过热, 且长期过热度较大；从爆口的形状象是短期过热, 但其爆口受弯曲拉伸, 使诊状趋向于短期过热。其实主要因素是长期过热, 其次为短期过热。其原因如下：（1）存在同屏热偏差 所谓同屏热偏差是在同屏并联各环路中, 由于系统结构的原因, 使得各自阻力的变化并引起并联各环路流量的变化。流量偏小的环路, 介质吸热量小, 管壁温度升高。当管壁温度超过材料的许用温度时, 管内壁出现氧化、生成氧化

6、皮, 氧化皮热阻大, 进一步促使管壁温度上升, 并在其外壁生成氧化皮, 此时在氧化皮下管壁将产生裂纹, 外壁氧化皮一旦脱落, 管壁过热更快, 管壁强度下降、裂纹扩张而爆管。 本次爆管是在锅炉负荷560MW时发生的, 此时锅炉各受热面热负荷处于设计较佳工况, 燃烧热偏差和减温水量较小。4屏处于上炉膛左侧, 正常运行处于热偏差偏低处, 不应出现管屏过热现象, 抢修时将联箱封头割除, 也没有发现有异物堵塞, 短期超温也不应发生。在2002年10月U207C检修中, 对分隔屏过热器分三层检查, 发现问题以下问题：1）、36屏上部管子外壁普遍存在微胀粗现象, 34屏管过热现象较严重, 其中3屏过热最严重

7、。2）、16屏自夹管变形, 各屏后组件前几根都有变形出排现象。3）、处理方案：换3屏后组件第一根；其它作记录缺陷。建议对分隔屏共6屏最上一层作快速诊断寿命分析, 以便确定下次大修换管方案。由中试所对上述问题进行诊断, 36屏上部管子外壁普遍存在微胀粗现象是管子制造缺陷, 不是胀粗；所进行的氧化皮测厚寿命分析, 没有发现有短期寿命管, 存在的问题是各屏后组件前几根都有变形出排现象。 2002年06月12日18:00, 1炉分隔屏过热器3排前组件前数6根出口段, 在EL68000处发生爆管, 爆管性质和本次2炉4屏前组件出口段2根爆管相同, 爆管在前组件出口段最外环8根范围内；而管子变形也集中在前

8、后组件出口段最外环8根范围内, 这二个8根管却引入到出口联箱三通上。这二个8根管与其它管不同之处是接入出口三通处, 而三通的结构与直联箱有较大的区别。 可见, 三通结构的因素是引起在此范围内的受热面管子阻力改变, 阻力的变化引起管内流量的变化, 最后产生同屏热偏差而使管子过热。（2）三通效应 大容量电站锅炉过热器和再热器采用T型三通从联箱径向引入或引出的布置方式, 造成因三通附近的蒸汽流中存在涡流区, 使得该区域的管屏中的流量偏小, 如果这部分管屏的烟气侧热负荷也较高, 就很容易发生超温爆管。近年来在国内许多300WM以上锅炉发生此类事故。有些厂采用节流孔圈再分配流量, 结果反而更严重。过去, 锅炉行业还没认识此问题, 而现在新建的锅炉已不允许在三通上开孔引管。 三通效应在高负荷大流量的情况下表现明显, 对受热面管子流量影响很大, 出现短期过热现象；而在偏移高负荷时, 影响较小, 表现为管子长期过热。 三通效应就是平电公司分隔屏过热器超温爆管的根本原因, 而这种影响在其它的受热面也存在。注：关于”三通效应”的原理, 这里不再解释。 5下一步对策 平电公司1、2炉分隔屏过热器在出口三通区域28根已不同程度受”三通效应”的作用而过热损伤, 目前机组运行尚无办法, 只有结合机组检修处理。（1