浅谈燃机电厂9e余热锅炉过热器爆管原因及处理

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1、浅谈燃机电厂9E余热锅炉过热器爆管原因及处理孔国红(无锡蓝天燃机热电有限公司)摘要：燃机电厂作为一种更加洁净的发电技术，具有对空气和环境污染小、供电效率高、机组快速启停方便、用地用水较小等诸多优点。在对某燃机电厂过热器爆管进行分析的基础上，从设计、制造安装与检修以及运行三个方面分析了燃机电厂锅炉过热器爆管原因，给击了预防过热器爆管的改进措施。采用这些措施后锅炉运行情况良好。关键词：燃机电厂锅炉过热器爆管燃气一一蒸汽联合循环发电技术，由于其使用的原燃料主要是天然气或工业伴牛气，其燃烧效率较高，燃烧生成物对空气和环境污染小，而且这种发电技术还具有供电效率高、运行自动化

2、程度高、机组快速启停方便、用地用水较小、建设周期短、资金回收率高等诸多优点，因此，市场运用越来越广泛。1、概况南方某9E燃机电厂使用的锅炉是由杭州锅炉厂生产的三压无补燃强制循环余热锅炉,型号为Q1153/526-174(33.9)-5.8(0.62)500(254.8)o从2007年到2010年，该厂低压过热器进口联箱出现8次爆管，而且基木都出现在靠近炉墙的墙角的导汽管与联箱焊接处。2、燃机电厂锅炉过热器爆管原因分析2.1设计因素燃机电厂锅炉设计不当的因素主要有四个，一是热力学理论计算值与实际运行值间存在偏差；二是设计时选用系数不当；三是壁温计算方法不完善，致使选

3、材有缺陷；导汽管与联箱直插焊接。首先，热力学理论计算与实际不准的焦点在于炉膛的传热计算。由于国内燃机锅炉厂大都采用国外上世纪80年代左右的热力计算标准来设计锅炉，对于如何从理论计算上合理确定炉膛出口烟温与过热器的传热系数尚缺乏经验，故理论计算与实际出入较大。第二，壁温计算方法不完善，致使选材有一定缺陷。理论而言，在对过热器受热面作壁温校核时，应保证在最危险点下，偏差管壁温不超过所用材质的许用温度。该厂锅炉低压过热器管材用的是20G,联箱使用的材质是12CrlMoV,由于各种偏差往往不能综合考虑，容易出现校核点计算壁温低于实际值。第三，导汽管与联箱直插焊接，管道与联

4、箱壁厚不同受热膨胀量、方向不同，存在应力。此外，在锅炉设计计算吋，未充分考虑热偏差，从而影响管材的正确使用，也可能引起过热器爆管。2.2制造、安装与检修因素从现场运行经验来看，由于制造、安装以及机组检修质量等方面导致过热器爆管的情况也有发生。(1)焊接质量差：一般来说，通常情况锅炉岀厂焊接质量良好，但是，也有一些由于材质的原因，而出现爆裂。管子本身存在分层、夹渣等缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩人就会导致过热器爆管。例如：该厂多次爆管都是在出厂的锅炉管子上出的问题，之所以出现多次是因为每次爆管的地方不是同一个管，经补焊后的基本没有问题，经调查发现:过热器管爆裂

5、是由于炉管材质较差，组织不均匀，为不完全正火组织，母材基体存在大量微观孔洞，这些缺陷影响材料的强度，最终导致过热器管爆裂。再例如，补焊时管子对口处出现错位，致使焊接后残余应力的存在，也降低了管壁强度。(2)导汽管与联箱布局有问题。导气管与联箱分两层布置，与联箱焊接呈4种角度(90°、110°、130°>150°)其中第二层为90°>110°,经常爆管也出现在这一层。很显然这一层弯头的弧度较第一层弧度较小，运行的热应力比较集中，这可能是导致爆管的又一重要原因。(1)普通焊口存在质量隐患：锅炉受热面大都是受压元件，特别是

6、过热器，工作状况差，由于出厂焊口、安装焊口以及检修焊口出现质量问题(如焊口毛刺、砂眼等)而岀现的爆管事故可谓屡见不鲜。(2)异物阻塞管路：长时间运行后，由于腐蚀作用使管内锈蚀物沉积于管子底部水平或弯头处，由于管径较小，若在制造、安装或检修后有遗留物于管子中，必将导致爆管事故的发生。(3)安装模块区护板与鳍片管之间间隙超标，存在烟气走廊，管内水局部过热造成局部汽堵，管道过热。2.3运行影响因素设计、制造、安装和质量等因素对过热器系统的可靠性起着决定性作用，但是，现场运行状况也会对过热器造成很大影响。对燃机机组而言，运行影响最人的因素就是燃机机组作为调峰机组，早起晚停

7、，启动频繁。其频繁启停易引起热应力、汽膜的反复岀现，热应力和由振动引起的交变应力作用，极易使过热器管材疲劳强度下降，致使其疲劳损坏。此外，机组超期服役、运行管理不当也对过热器爆管有一定影响。例如，某些电厂的运行人员只求机组运行可靠，而没有做到压红线或靠红线运行的现象也普遍存在，由于运行人员误操作及检修时未按有关规定进行或未达到有关要求而导致过热器受热面爆管的事故也吋有发生。3、改进措施根据燃机电厂出现的多次爆管事故，给出以下改进措施，并对机组过热器系统进行了部分改造。3.1针对长期过热因素长期过热是指过热器管壁的温度长期处于设计温度以上，但低于材料的下临界温度，过

8、热温度虽不