超超临界锅炉过热器爆管原因研究和预防措施

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1、超超临界锅炉过热器爆管原因研究和预防措施摘要：介绍了某电厂3号机660MW超超临界机组概况，分析3号锅炉后屏过热器超温爆管的原因，主要阐述了针对氧化皮引起爆管运行调整的措施。关键词：超超临界；直流锅炉；后屏过热器；爆管；氧化皮1引言某电厂一期4X660MW超超临界燃煤发电机组，配置哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产制造，由三菱重工业株式会社提供技术支持的超超临界参数变压运行直流锅炉。锅炉型号：HG-2000/26.15-YM3o3号机组按计划于2月1日停机进行C级检修，检修结束后，于2月23日锅炉点火。2月26日停运后检查发现锅炉后屏

2、过热器发生爆管。停炉冷却后，检修人员入炉内检查，发现后屏过热器从炉左向右数第25排、外向内数第8圈（简称25P-8）后弯前水平段400mm处爆管，爆口宽度125nini,长度105mnb爆口边缘较钝,为明显的短期过热爆口形貌;爆口管材料为:A-213S30432；规格：©51X9.5；测量爆口后（后弯出口）垂直段管子外径©51・1601叫爆口前（后弯入口）水平段管子外径4）52.30mm附近有明显胀粗；且爆口管有明显过热变色情况。对后屏过热器及末级过热器底部弯头进行100%氧化皮电磁波检查，发现上述变色管段弯头内明显存在氧化皮，

3、割取上述变色管段，分别倒出数量不等的氧化皮，后屏过热器25P-10管段两个下弯头倒出的氧化皮数量最多，且带水潮湿，风干后重量为225.97克。因此根据以上情况分析，判断为后屏第25P-8管段内部氧化皮脱落造成管道堵塞，管道局部短时间过热发生爆管。2氧化皮导致爆管原因2.1TP347H管为奥氏体不锈钢管，潮电实验得知，其线性膨胀系数为（1.6-2.1）X10-5,氧化皮的线性膨胀系数为（0.5-0.9）X10-5,由于膨胀系数不等，管道内蒸汽介质参数变化较快时，氧化皮容易脱落，由于蒸汽具有携带作用，少量脱落不会导致管道堵塞，但在异

4、常情况下，如锅炉停止、启动过程中，升温升压速度过快、运行中超温等均会造成氧化皮大量脱落，堵塞管道。2.2正常运行温度时，氧化皮一直产生，一直脱落，随着蒸汽带走，一般不会发生氧化皮堵塞管道。当超温运行时就会加剧高温氧化，脱落量将大幅增加，造成蒸汽不能将脱落的氧化皮全部带走，部分沉积直至下弯头堵塞发生运行中2.3停炉过程中，由于不锈钢在运行时内壁已有大量的氧化皮存在，而氧化皮与不锈钢的膨胀系数相差较大，冷却时不锈钢收缩较快，氧化皮收缩较慢，氧化皮被挤碎、龟裂、脱落，且蒸汽携带能力较低，最终氧化皮沉积至管道下部。2.4过、再热器内壁的

5、水蒸汽氧化层剥离有两个主要条件：一是垢层达到一定厚度（临界值），一般而言奥氏体不锈钢0.10mm,辂钮钢0.2-0.5mm（运行2-5万小时可以达到）。二是母材基体与氧化膜或氧化膜层间应力（恒温生长应力或温降引起的热应力）是否达到临界值（与管材、氧化膜特性、温度变化幅度、速度、频度等有关）。2.5由于煤质、热负荷的变化，在低负荷（60%额定负荷及以下），由于部分过热器管子蒸汽流量偏低，流速偏差大，可能造成局部过热而引起爆管。3解决及预防措施3.1基建设计与调试阶段（1）在锅炉的设计阶段，请第三方对其热力系统进行校核计算。（2）锅

6、炉材质采用耐氧化的合金。（3）在国内同类型锅炉容易发生超温爆管的环节，加装壁温测点/工质温度测点。要保证壁温测点设计的完整性、合理性，安装的正确性，测量指示准确性。（4）严格锅炉风量标定试验、空气动力场实验、水动力试验、燃烧调整试验，达到制造商规定的要求。（5）加强酸洗和吹管，保证机组投运前将易脱落氧化皮清除干净。酸洗及吹管后要对重点部位及原件进行内窥镜检查及割管检查，确保酸洗及吹管效果。3.2运行阶段3.2.1锅炉启动阶段（1）热炉启动时控制上水速度