660MW机组再热器管间支撑焊缝泄漏原因分析

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1、第31卷第9期华电技术V01．31No．92009年9月HuadianTechnologySep．2009660MW机组再热器管间支撑焊缝泄漏原因分析张玉军，王玉兴(华能邯峰发电厂，河北邯郸056200)摘要：分析了华能邯峰发电厂锅炉低温再热器管间固定支撑焊缝泄漏的原因，提出了将固定支撑结构改为活动支撑结构的改造方案，改造后，未再出现再热器管间支撑焊缝泄露的情况。关键词：再热器；泄漏；附加应力；再热裂纹中图分类号：TK223．3文献标志码：B文章编号：1674—1951(2009)09—0039—031再热器管间支撑焊缝泄漏情况华能邯峰发电厂一期工程安装

2、了2台容量为660MW的机组，配套锅炉为美国FOSTER—WHEELER公司生产的亚临界、一次中间再热、固态排渣、单汽包自然循环煤粉炉。再热器由3部分组成：水平管段、竖直管段及高温管段。水平管段及竖直管段布置在尾部前烟道内，高温管段布置在水平烟道内。水平管段270排沿蒸汽流程分别由SA一210A1，SA一213T2，SA一213T22管材组成；竖直管段及高温管段拉稀成135排，由材质为SA一213图1固定支撑处管子泄漏点TP3o4H的管排组成。在BMCR工况下再热蒸汽流量为518．4kg／s，入口压力为4320kPa，出口压力为4100kPa，最高允许压

3、力为5100kPa，入口汽温为333℃，出口汽温为540．8℃，入口烟气温度为812℃。2台机组分别于2001年1月1日和2001年6月20日正式投入运行。2008年，在2机组检修时对再热器进行风压试验发现：低温再热器水平段左数第84排靠中隔墙侧上数第5、第6根管子间的固定支撑焊缝泄漏，右数图2固定支撑处管子角焊缝热影响区内的裂纹第89排上数第7、第8根管子间的固定支撑焊缝泄的固定支撑上，再热器竖直段不锈钢管子材质为漏，2处泄漏位置都不在焊缝边缘。当时分析认为SA一213TP304H，前包墙、中隔墙过热器在图3所是原始焊接缺陷，只是对泄漏的管子进行了更换

4、，恢示的固定支撑以上合金钢管子材质均为SA一213复了管子间的固定支撑。2009年，2机组检修时对。机组运行期问，再热器竖直段管子温度比前包再热器进行风压试验又发现：低温再热器水平段右墙和中隔墙过热器管子温度高150~C，由于不锈钢数第150排上数第5、第6根管子间，左数第46排上管材的线性膨胀系数比合金钢要大得多，再热器竖数第5、第6根管子间靠中隔墙侧在固定支撑处焊直段管子与前包墙、中隔墙过热器在固定支撑以上缝发生泄漏。这说明该位置管子焊缝泄漏不属于个的管子之间会产生膨胀差。如果此膨胀差不采取任别现象。泄漏的管子照片如图1、图2所示。何补偿措施，势必会

5、在图3所示的靠近中隔墙的再2管子开裂原因分析热器水平段管间固定支撑处产生较大的附加应力。机组负荷变化时，这一附加应力会呈现出低周交替2．1交变热应力变化的特点，促使固定支撑和管子间的焊缝疲劳开再热器水平段管排挂在前包墙和中隔墙过热器裂。因此，再热器水平段和竖直段在设计时预留了收稿日期：2009—04一o320mm的冷补偿量以吸收此膨胀差。·40·华电技术第31卷从2006年开始，2台锅炉出现了高温段再热器和末级过热器SA一2t3TP304H材质不锈钢管子内部氧化皮大量脱落堵管的问题。2锅炉的末级过热器曾发生过2次因为氧化皮堵管而造成超温爆管的间事故。在随

6、后的每次机组检修时，都必须对高温段再热器和末级过热器大量割管以清理内部的氧化流皮。在清理高温段再热器下弯头内的氧化皮时，发再热器现同一管排管子内部氧化皮堆积量的差别很大，有的管子内部不足50g，而有的管子内部却超过200g。温间滑动器同一管排管子内部氧化皮堆积量的较大差别必然会使其通流面积产生较大差异，使其壁温产生较大差设计冷{】量20mm别。查看机组运行期间再热器同管排管子壁温可以曾引发管子泄漏的管间发现，这一壁温最大差值为50℃，平均值为3O℃。固定支撑低温再热器管如图3所示，竖直段再热器同一管排内的不锈低温热器管排位于中隔墙前包墙钢管子在顶部采取管

7、间焊接不锈钢圆钢定位块的方上的固定支撑上的固定支式固定在一起，以通过同管排内的穿顶棚管来悬吊图3再热器局部图管排。水平段再热器同一管排的管子在右下角处采氮化物及沉淀相，使晶内强化，焊缝受热应力松弛所用了焊接管间固定支撑的方式将管子固定在一起。产生的塑性变形集中在晶界上，当晶界的塑性不足在同一管排内管子壁温差别较大的情况下，这2个时，就会在加热热处理或运行期间产生应力释放固定点间管子的膨胀量必然会存在差异。竖直段再裂纹。热器顶部焊接式定位块以下的不锈钢管子长度为从图4、图5可见，裂纹产生在焊接热影响区的5036mm，壁温差按50℃计算，所得管子长度方向过热

8、粗晶区应力集中部位，裂纹的走向沿过热粗晶上的膨胀差值6=18．8×10X50×5