1000MW超超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及治理

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1、第38卷第2期华电技术VO1．38NO．22016年2月HuadianTechnologyFeb．20161000MW超超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及治理董红年(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州515723)摘要：对某电厂超超临界锅炉前墙水冷壁泄漏原因进行分析，从结构、设计、管子组织与性能、运行等方面进行论述，指出高温运行过程中前墙水冷壁异常膨胀、管子性能与组织异常、焊接工艺不当、结构设计造成的水冷壁局部应力过大以及运行过程中的热应力是引起水冷壁失效的主要原因，针对以上原因提出了针对性的治

2、理措施关键词：超超临界锅炉；前墙水冷壁；膨胀；热应力中图分类号：TM621．2文献标志码：B文章编号：1674—1951(2016)02—0048—05该电厂4锅炉自投入商业运行至今，水冷壁共l水冷壁泄漏概况发生泄漏8次，有5次发生在前墙，具体情况见某电厂4锅炉为HG一3110／26．15一YM2型表1。单炉膛、反向双切圆、n型布置、一次中间再热、超超2泄漏原因分析临界变压运行直流锅炉，2010年7月15日投产，至此次失效累计运行约32000h。2．1组织异常该锅炉采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，炉

3、前墙第251根管泄漏后，送广东电网公司电力膛断面尺寸为34220mm×15670mm。水冷壁管共科学研究院进行失效分析。金相组织检测发现：过2240根，前后墙各768根，左右墙各352根，均为热爆口处和鼓包处管子微观组织均为贝氏体+碳化28．6mm×5．8mm的内螺纹管，管材均为物，而这两处背火面组织均为正常组织(如图1所15CrMoG；管子间加焊的扁钢宽15．9mm，厚6mm，示)。硬度检测显示：两处的硬度均大于15CrMo标材质为15CrMo。前墙水冷壁中间集箱设入口集箱准要求的上限，最大达28

4、1HBW。左右各2根，规格为273mm×55mm，材质为SA一从前墙右数第313根管的金相组织检测发现，335P12；一级混合器左右各2根，规格为762mm×管子向火面与背火面组织中均有非常明显的带状组131mm，材质为SA一335P12；二级混合器左右各16织，可能是管子在轧制过程中工艺参数控制不当造个，规格为痧356mm×63mm，材质为SA一335P12。成的，如图2所示。表1水冷壁泄漏情况2．2较大应力状态下的失效收稿日期：2015—06—17；修回日期：2016—01—20(1)较大内应力

5、造成短时撕裂。从2013年3·52·华电技术第38卷之间、腰围钢板与水冷壁之间是可以滑动的，而这种器的受力状况，减少喷燃器附加在水冷壁上的力，从横向力增加了滑动间的摩擦力，间接影响了水冷壁而改善喷燃器区域水冷壁的受力，减少横向力对水的左右膨胀。冷壁的不良影响。3．4．2介质离心力产生的横向力5结论与建议分析水冷壁中间集箱出、入管布置方式，在长741．8mm的范围内，介质由于离心力的作用，在上、(1)交变热应力使管子产生疲劳，在组织异常下两根管子上各作用1个斜向内的合力，这个合力或强度、硬度较高部位发

6、生冷作硬化，使管子局部区各有一个水平方向的炉内分力。从离心力公式F=域的脆性较早较快增加；在降温或负荷降低阶段，水(mu)／R可以看出，离心力F与管内介质流速的平冷壁管内表面受持续拉应力的影响，是前墙水冷壁方、单位截面上介质的质量m成正比，与半径尺成反失效的一大原因。建议在运行或启停过程中，严格比。由于此处小管子的弯曲半径很小，势必增加了离控制负荷及温度变化速度，尽可能减少交变热应力心力，管内介质为单一蒸汽时，这种作用力影响不的影响。大，但当介质为汽水两相流时，由于质量的增大，其(2)水冷壁前后墙中

7、间集箱部位结构带来的横离心力就不可忽视。当管子炉内表面受拉应力时，会向力，对水冷壁受力产生不良影响；喷燃器附加在水加剧这种拉应力的效果，加快管子失效的速度。冷壁上的重力也产生一定的横向力，对水冷壁(尤3．4．3喷燃器布置方式产生的横向力其是在水冷壁内表面受持续拉应力时)损伤更大。每个喷燃器加在水冷壁上的质量约为10t，前(3)由于水冷壁前墙失效的真正原因还没有完后墙各有4个喷燃器，约40t的质量加在水冷壁管全得到认识，本次的解决方案可能只解决了部分的上，而喷燃器向外凸出，中心和水冷壁轴线不在一个问题

8、，效果还有待于今后运行过程中的检验。建议作用面上，必然产生一个横向力；另外，喷燃器工作继续对结构进行分析，找出真正的原因，彻底解决前时介质向内喷，在反作用力下势必会产生一种向外墙水冷壁泄漏问题。的横向力。但这两种力的大小及最终的合力是向参考文献：内、还是向外，还有待于进一步研究。4处理方案[1]火力发电厂焊接技术规程：DL／T869-2012[S]．(本文责编：刘芳)(1)在前墙尤其是在水冷壁中问部位加装11根Ⅱ形弯管，以吸收水冷壁上下方向的应力，减少作者简介：上下异