大型锅炉过热蒸汽减温器损坏分析与改造

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1、大型锅炉过热蒸汽减温器损坏分析与改造傅其东（大唐桂冠合山发电有限公司广西合山546501）摘要：介绍了1004t/h锅炉过热蒸汽减温器损坏情况，分析了减温器喷管断裂及减温器筒体、管座产生裂纹原因，采取了临时处理措施，并对设备进行改造。关健词：减温器；喷管断裂；裂纹；设备改造1概述大唐桂冠合山发电有限公司#2炉型号为DG1004/18.5－Ⅱ，为亚临界、中间再热、单轴、叁缸、双排汽330MW凝汽式汽轮机配套的自然循环煤粉锅炉，锅炉为亚临界压力，一次中间再热的自然循环锅炉，单炉膛，燃烧器布置于炉膛四角，切圆燃烧，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，

2、固态排渣，全钢架悬吊结构，平衡通风，半露天岛式布置。2004年9月投产。过热器系统设有三级喷水减温器，用来调节过热蒸汽温度，一级减温器（φ609.6×55，12Cr1MoVG）布置在低过出口集箱至大屏进口集箱的连接管上，二级减温器（φ426×50，12Cr1MoVG）布置在全大屏过热器出口集箱至屏式过热器进口集箱的连接管上，共两只，三级减温器（φ406.4×50，12Cr1MoVG）布置在屏式过热器出口集箱至高温过热器进口集箱的连接管上，共两只。2检验情况2008年5月8日，我公司金属监督人员在#1炉停炉金属检验中，采用UT探伤方法对A侧过热蒸汽

3、三级减温器联箱减温进水管座进行检查，发现管座有较强的缺陷反射信号，通过缺陷的分布形式及波形特征分析，认为：管座存在较大面积网状裂纹。2008年5月10日，对该减温器减温进水管座进行割除检查,发现减温器喷管在根部处断裂，对减温进水管座、减温器筒体孔口进行PT检查,发现大量的网状裂纹（见图1、图2）.因热疲劳而形成的内表面大面积网状裂纹缺陷，虽然不会导致管道壁厚明显减少，但是大量网状裂纹的分割作用，破坏了金属基体的连续性，同时，由于高温介质沿裂纹侵入金属基体的腐蚀作用，造成材料韧性降低，脆性增加，容易造成突发性的管道爆破事故。减温进水管座[图1]减温

4、器筒体孔口[图2]3减温器喷管断裂及进水管座、减温器筒体裂纹原因分析3．1喷管断裂原因由于减温器结构设计不合理，喷嘴管段末端无固定装置，而且该减温器喷管在生产装配时用于喷管固定的圆弧板漏焊，使喷管受蒸汽冲刷引起的振动力无中间卸载地方，在减温水投、停过程中产生的正、反向震动力直接传递至喷管根部，使喷管在喷管底座与过渡管对接焊缝热影响区处产生疲劳断裂(图3中箭头处)。减温器结构图[图3]3．2进水管座、减温器筒体裂纹原因分析喷水减温器的主要部件是装在减温器联箱内的水喷嘴、文丘里管和保护套管。锅炉给水由喷嘴上直径2～6mm的小孔喷出并形成雾化，然后在文

5、丘里管的喉部与高速蒸汽混合，水滴的雾化使过热蒸汽温度降低。在喷管断裂后，减温水无法形成雾化状态，使减温水直接喷射进水管座内壁、减温器筒体内壁上，使其产生巨大温差而形成热疲劳应力，在热疲劳应力的长期作用下，筒体内壁形成了网状裂纹。4临时处理方案由于当时公司生产任务重，工期短，不具备对该减温器进行改造更换的条件，经研究决定，2008年5月下旬，我公司对该减温器进水管座、减温器筒体孔口进行焊接修复处理，同时对断裂的喷管进行更换，焊接修复方案如下：4.1对减温器进水管座、减温器筒体孔口的裂纹进行打磨清除，经探伤后确保无裂纹.对挖除裂纹造成凹坑处,经打磨成

6、V型坡口用氩弧焊修复.4.2焊接方案4.2.1坡口采用U形型式，加工后PT检查确保坡口无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等，坡口表面及附近10-15mm范围内的油、漆、垢、锈等应清理干净，直至发出金属光泽；对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不应超过1mm。4.2.2采用氩弧焊打底，电弧焊盖面；氩弧焊焊丝采用TIG-R31，Φ2.5mm，电焊条采用R317，Φ3.2mm、Φ4.0mm；焊条R317经350℃×1.5h烘干，并放入100—150℃的保温筒内随用随取.4.2.3定位焊三点，定位焊缝厚约3-4mm,长约15-25mm；点固时电流不能

7、太小，起头处要有足够的温度，防止粘合复盖，收弧时弧坑要填满。4.2.4预热：焊前采用电加热方式进行加热，预热宽度为管子壁厚的3倍，整圈温度加热至200-250（以主管为准）；升温、降温速度，一般可按250×（25／壁厚）℃/h计算，且不大于300℃／h。4.2.5焊接工艺4.2.5.1焊接参数：打底层（Ws）：焊接电流I=110—120A，焊接电压U=10-15V，焊接速度约50-80mm/min；填充、盖面层（Ds）：焊接电流I=110—150A，焊接电压U=17-25V，焊接速度约50-70mm/min。4.2.5.2氩弧焊打底层厚度不小于3

8、mm，其他焊道单层厚度不大于焊条直径加1mm，单道宽度不大于所用焊条直径的5倍。4.2.5.3采用多层多道焊，运条时要注意坡口边缘熔化良