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12MW机组锅炉低温过热器频繁爆管原因分析 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-07-11

    某电厂安装2台额定蒸发量为75t/h的中压、低倍率循环硫化床锅炉,配套12 MW汽轮发电机组,锅炉型号为NG75/3.82-M8。其中2#炉投入运行后la内,低温过热器爆管5次,累计运行时间仅130d,机组无法正常运行。停炉检修发现低温过热器管(以下简称低过管)损伤严重,需要整体换管,该低过管材质为20g,规格为∮38mmx4 mm。
1、低过管爆泄情况简介
    根据资料介绍及现场调查发现.低过管爆泄位置多在炉前、后侧下弯头上方,过热器管排布置如图1所示。
    在5次低过爆管事故中,前4次均采取临时堵管措施进行消缺处理,爆管段外表面氧化现象严重,已无分析价值。本次分析中对第5次低过爆管位置在炉前侧炉左数第22屏外圈管(图2)以及管径测量中有胀粗现象的炉前侧炉左数第1 1屏外圈管、第12屏外圈管取样。
    从外观上看,低温过热器爆管段管外壁出现大量的纵向蠕变裂纹,爆口边缘粗糙,壁厚减薄较少,爆口处最大胀粗率为25%,呈现典型的长期过热爆管特征。
    从3只管样中均倒出大量黑色粉末状和片状沉积物,沉积物具有铁磁性,能被磁铁吸附,初步判断为管内脱落的氧化皮。管样经线切割割开,可以见到管内壁有氧化皮剥落的现象,形貌如图3所示,30码期期必中生产销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
2、金相试验分析
    第22屏爆管段爆口内壁金相组织为铁索体和沿晶界聚集的碳化物颗粒,局部位置晶界上产生蠕变孔洞;爆口尖端组织为铁素体和沿晶界、晶内分布的颗粒状碳化物,由于长时过热,已发生明显的球化现象(图4);爆口对面和远端金相组织均为铁素体和沿晶界、晶内分布的颗粒状碳化物,表现出明显的球化现象(图5,6)。低过管正常金相组织如图7所示。
    第11屏和12屏管均取自未曾爆管的低温过热器管排,两者金相组织均为铁素体和沿晶界、晶内分布的颗粒状碳化物,碳化物沿晶界呈链状密集分布,局部位置晶界上出现蠕变孔洞和蠕变裂纹,显示该管样经受长时间过热,组织已严重球化。
    上述试样金相组织分析结果显示,该低温过热器管曾经受长期过热,金相组织严重球化,珠光体区域形态完全消失,晶界有明显的碳化物聚集特征,局部位置晶界上出现蠕变孔洞和蠕变裂纹,导致管材强度下降。
3、管内沉积物成分分析
    从各管样中倒出的沉积物经过X射线衍射成分分析,第22屏管样中沉积物成分主要为Fe203和Fe304,还有少量Si02,Ni,Zn氧化物等;第11屏和12屏管样沉积物成分主要为Fe0,Fe203和Fe304。据此判断各管样内沉积物主要是由管样内壁氧化皮剥落产生的。
4、爆管原因分析
    该厂2台机组系统布置采用母管制,2台机组共用补给水系统,由于电网负荷的限制,2台锅炉经常轮换运行。
    根据从现场了解的各种情况分析,造成锅炉管内氧化的主要原因有以下几点:
    (1)停炉保养方式不当。由于2台锅炉经常交替轮换运行,电厂采用的停炉保养方式均为热炉放水,根据SD 223-1987《火力发电厂停(备)用热力设备防锈导则》规定,该方式的保养期限为1周。据电厂介绍,2#炉自首次点火以来,历次停炉间隔均大于上述导则规定的有效保养期限。
    (2)除氧器投运不正常。根据查阅的部分2#炉运行记录来看,锅炉省煤器进口水温普遍较低,经8d的运行记录反映,锅炉进水温度大于100℃的运行时间较短。相反,运行记录反映1#炉运行时锅炉进水温度均在102℃左右。
    (3)给水溶氧无监视。该厂运行至今,尚无给水溶解氧的测量手段,这也是造成锅炉氧腐蚀的主要原因之一,特别是在机组启动阶段,除氧器等设备的投用尚不正常,此时更应加强给水溶氧的监测。
    由于上述原因导致锅炉管内容易发生氧化,且低温过热器管材质为20g,抗氧化性能比高温过热器管差,最易发生内壁氧化,氧化皮脱落后堵管造成长期过熟爆管。
5、预防及补救措施
    (1)低温过热器更换后进行蒸汽吹管。吹管宜采用降压法,确定吹管初压时,应控制过热器压降与过热器设计压降(额定值)之比>1.6.并放置靶板检验吹管效果。
    (2)今后锅炉起动阶段应正常投用除氧器,如采用邻炉汽源或辅汽,当除氧器出口水温较低时,可利用给水泵出口至除氧器之间的再循环提高除氧器温度。
    (3)定期检测给水溶氧,特别是机组起动阶段,严格控制给水溶氧值。
    (4)改进停炉保养方式,严格按SD 223-1987《火力发电厂停(备)用热力设备防锈导则》规定的保养方式和保养期限选用适当的停炉保养方式,并做好定期检测工作。

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