鍋爐受熱面管相對于機(jī)械設(shè)備來說，它沒有運動機(jī)械的劇烈磨損、振動和高度疲勞等問題，但由于其工作條件惡劣，受汽水品質(zhì)、運行工況、煙氣流程條件的影響，爆漏事故較多。據(jù)2005年統(tǒng)計，由于燃煤緊缺，煤質(zhì)大幅下降，鍋爐燃煤實際煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種，造成鍋爐運行工況變差，致使鍋爐因超溫、磨損、高溫腐蝕等原因爆管不斷，全年韶關(guān)發(fā)電廠鍋爐受熱面共發(fā)生了14次爆管事故，其中10號爐高溫過熱器在短短的6天內(nèi)發(fā)生爆管事故2起。嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行，因此防止鍋爐受熱面爆管已成為提高電廠安全經(jīng)濟(jì)運行的關(guān)鍵，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、設(shè)備概況
韶關(guān)發(fā)電廠10號爐是東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司引進(jìn)美國福斯特·惠勒能源公司技術(shù)設(shè)計、制造的DC1 025/18.2型，亞臨界、一次中間再熱自然循環(huán)鍋爐。
1.1的主要設(shè)計參數(shù)
1.2高溫過熱器系統(tǒng)設(shè)計特性
高溫過熱器蛇形管規(guī)格為∮57×9mm，材質(zhì)為T91鋼和12CrIMoV鋼，懸吊在爐膛折焰角上方及水平煙道區(qū)域內(nèi)，共42排。順列布置，7管圈管排，S1= 571.5mm，管間采用圓鋼及滑動塊定位。為了使同屏各管的壁溫比較接近，在管排的人口處設(shè)置了不同尺寸的節(jié)流圈。有+41 mm，∮21.5mm, ∮20 mm,≡19.5 mm, ∮18.5 mm 5種規(guī)格。
2、爆管的機(jī)理與特征
鍋爐上各類管子的爆管可根據(jù)其超溫幅度的不同，分為長期過熱爆管和短期過熱爆管。長期超溫爆管主要發(fā)生在過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面；短期超溫爆管一般發(fā)生在燃燒帶和燃燒器附近熱負(fù)荷較高的水冷壁的向火面，超溫程度越高，管材壽命越短n1。
2.1長期過熱爆管機(jī)理與特征
過熱器管子在超溫幅度不太大的情況下，由于長期處于超溫運行，使得金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，蠕變速度加快，管子發(fā)生脹粗直至破裂。
長期超溫爆管的破口一般為粗糙脆性斷口，邊緣粗鈍。爆口較小，呈鼓包狀，外表面有較厚的氧化皮，內(nèi)外壁形成許多縱向裂紋，但破口不明顯張開；組織結(jié)構(gòu)明顯發(fā)生變化，碳化物明顯球化，珠光體石墨化，有時向晶界偏聚，合金元素由固熔體向碳化物轉(zhuǎn)移，在晶界處萌生蠕變孔洞，蠕變使材料斷裂韌性下降，塑性降低。
2.2短期過熱爆管機(jī)理與特征
由于異物堵塞管道，鍋爐燃燒不穩(wěn)等原因，導(dǎo)致管道傳熱惡化，局部溫度急劇上升，超溫幅度較大并且超過金屬材料的極限允許溫度，而引起的管道爆裂。
短期超溫爆管的破口邊緣銳利．管壁厚度減薄很多，破口附近管子脹粗較大，破口常呈很大的喇叭型。外壁氧化不突出，無平行與破口的軸向裂紋。破口處的金相組織根據(jù)過熱程度不同而不同，常是淬硬組織或淬硬組織加鐵素體，破口處的硬度明顯高于其他部位。
3、過熱器的爆管過程
10號爐對流過熱器管發(fā)生爆管，第一次爆管部位為乙側(cè)數(shù)起第3屏后數(shù)第7根。管子規(guī)格Ø57×9mm，材料為T91鋼。經(jīng)過4天搶修后運行不到1天發(fā)生第二次爆管，爆管的部位為乙側(cè)數(shù)起第3屏后數(shù)第8根管，規(guī)格為Ø57×9 mm，材質(zhì)為12CrIMoV鋼。由于對流過熱器是7管圈繞制，因此，可以判斷2次爆管事故發(fā)生在同一路管道上。
4、爆管的原因分析
4.1爆口外觀
爆口裂紋長131 mm、寬27 mm，爆口最大脹粗為68 mm，脹粗率為19. 305，距離爆口裂紋尖端20 mm處管子的脹粗為58.12 mm，脹粗率為1.96%；爆口外表面存在平行于管軸線多條宏觀蠕變裂紋；爆口邊緣最薄為4.1 mm；內(nèi)外表面無明顯氧化減簿現(xiàn)象，爆口呈魚嘴狀，邊緣較粗糙并不鋒利，呈脆性爆裂。
4.2光譜分析結(jié)果及微觀檢驗
4.2.1 光譜分析結(jié)果
爆口部位材料含Cr、Mo、V、Nb元素。
4.2.2微觀檢驗
對該爆口（最大爆口處）取樣金相分析，原具有位向性的馬氏體組織形態(tài)已消失，晶內(nèi)原呈大量細(xì)小彌散狀分布的碳化物粒子數(shù)量已大量減小，尺寸粗化。其老化程度屬完全老化，老化級別為4級。對該爆口（最大爆口處背面）取樣金相分析，原晶內(nèi)碳化物粒子數(shù)量進(jìn)一步減少，尺寸粗化，晶界碳化物粒子數(shù)量增多，沿與應(yīng)力垂直方向有方向性分布傾向，尺寸長大，馬氏體位向明顯分散。老化程度屬中度老化，老化級別為3級。
4.3爆管原因
從爆管的宏觀和微觀檢驗與爆管特征的比較，以及運行記錄可知，10號爐對流過熱器的爆管事故是屬于短期超溫爆管，主要原因是管內(nèi)有異物堵塞，造成管內(nèi)流通面積減少，過熱器管的冷卻蒸汽量減少，管內(nèi)溫度急劇上升超過材料允許最大溫度引起爆管。
在維修中發(fā)現(xiàn)，原始爆口的管子因在機(jī)組安裝時遺留有一塊堵板，建成投產(chǎn)時該堵板是豎著的，并沒有完全堵塞管子的流通截面（堵板在管內(nèi)一直承受著熱應(yīng)力、蒸汽流通作用力和管壁的壓迫力，各種作用力是平衡的，不會造成堵板旋轉(zhuǎn)堵塞管口），故不會引起管子過熱爆破。隨后，當(dāng)有某一瞬間外力作用致使堵板旋轉(zhuǎn)90。堵塞管口時，沒有蒸汽冷卻的管子就會因短期過熱而產(chǎn)生爆破。
5、對策
鍋爐管的爆管原因與制造、安裝和運行均有關(guān)聯(lián)，事故后根據(jù)機(jī)組的實際狀況，對該機(jī)組的過熱器作出了相應(yīng)的處理措施，并提出一些建議。
(1)由于整圈管子的質(zhì)量已受影響，表面過熱起皮，若管材供應(yīng)不及，無法大量更換時，可對該圈管子作臨時堵塞處理。
(2)對其他受熱面管進(jìn)行全面檢查，并對有懷疑超溫的高溫過熱器管進(jìn)行取樣分析。
(3)加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量的驗收和安裝質(zhì)量的檢查。
(4)建議合理布置受熱面管壁溫度測點，嚴(yán)格監(jiān)視受熱面的管壁溫度的變化，防止事故發(fā)生及擴(kuò)大。
6、結(jié) 語
(1)10號爐高溫過熱器管的爆裂是屬于異物堵塞引起的短期超溫爆管。
(2)建議加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量的驗收和安裝質(zhì)量的檢查，合理布置受熱面管壁溫度測點。
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