超超临界机组锅炉末级过热器爆管原因分析

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1、超超临界机组锅炉末级过热器爆管原因分析肖国华，李益民，王理博（西安热工研究院有限公司，西安７１００３２）摘要：通过化学成分分析、金相检验、力学性能测试等手段对某电厂超超临界锅炉末级过热器Ｔ９１钢管爆裂原因进行了分析。结果表明：爆管系超温运行所致，过热导致钢管材料显微组织老化、力学性能显著下降；并根据现场情况对爆裂管的超温原因进行了分析，认为异物堵塞造成超温的可能性较大。关键词：Ｔ９１钢管；末级过热器；爆管；超温中图分类号：ＴＫ２２３．３；ＺＴＧ１１５文献标志码：Ｂ文章编号：１００１４０１２（２０１１）０４０２４５０３犆犪狌狊犲犃狀犪犾狔狊犻狊狅狀犅

2、狌狉狊狋犻狀犵狅犳犉犻狀犪犾犛狌狆犲狉犺犲犪狋犲狉犜狌犫犲狊狅犳犪犝犾狋狉犪犛狌狆犲狉犮狉犻狋犻犮犪犾犅狅犻犾犲狉犡犐犃犗犌狌狅犺狌犪，犔犐犢犻犿犻狀，犠犃犖犌犔犻犫狅（Ｘｉ’ａｎＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｂｕｒｓｔｉｎｇａｎｄｌｅａｋａｇｅｒｅａｓｏｎｏｆｆｉｎａｌｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒＴ９１ｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｏｆａｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｂｏｉｌｅｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ

3、ｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｆｉｎａｌｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒｔｕｂｅｓｗａｓｄｕｅｔｏｏｖｅｒｈｅａｔｗｈｉｃｈｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｄｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｔｕｂｅｓｍａｔｅｒｉａｌ．Ｉｔｗａｓｂｅｌｉｅｖａｂｌｅｔｈａｔｔｈｅｏｖｅｒｈｅａｔｏｆｔｈｅｂｕｒｓｔｉｎｇｔｕｂｅｓｗａｓｃａｕｓｅｄｂｙｂｌｏｃｋａｇｅ，ａｃｃｏｒｄ

4、ｉｎｇｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｎｔｈｅｓｐｏｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｔ９１ｓｔｅｅｌｔｕｂｅ；ｆｉｎａｌｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒ；ｂｕｒｓｔｔｕｂｅ；ｏｖｅｒｈｅａｔ某电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产３２屏）第２６和１６屏入口前向后数第１１根异种钢的超超临界压力、循环泵式启动系统、前后墙对冲低焊缝上方Ｔ９１钢直管爆管。第２６屏前向后数第ＮＯＸ轴向旋流燃烧器、一次中间再热、单炉膛平衡１１根爆管（以下简称２６１１爆管）后，呲漏前向后数通风、固态排渣、全钢构架的变压本生直流炉，锅炉第７，８和１０根管子，最终使整排管子错乱扭曲，并呈“П”型

5、布置。炉膛上部布置有屏式过热器，水平将后屏过热器呲伤。第１６屏入口前向后数第１１根烟道中布置有末级过热器、末级再热器，尾部为双烟爆管（以下简称１６１１爆管）后，呲漏前向后数第９，道，前烟道布置有低温再热器和省煤器，后烟道布置１０和１３根管子。此次管子爆口均出现在异种钢焊有水平低温过热器和省煤器。过热器蒸汽出口温度缝上方，为查找爆管原因，笔者对２６１１和１６１１两为５７１℃，压力为２５．４ＭＰａ；再热器蒸汽出口温度根爆管分别进行了检验和分析。为５６９℃，压力５．２１ＭＰａ。该炉在１６８试验（新建１理化检验火电机组１６８ｈ试运行）过程中，发现锅炉末级过

6、热器处有泄漏声。停炉检查发现，末级过热器（两段材１．１宏观检验料分别为Ｔ９１和ＴＰ３４７Ｈ钢，规格分别为图１和２分别为２６１１和１６１１爆管的宏观形貌，爆口均位于Ｔ９１和ＴＰ３４７Ｈ异种钢焊缝的上４４．５ｍｍ×８．５ｍｍ和４４．５ｍｍ×９ｍｍ，共方，其中２６１１爆口位于异种钢焊缝上方５４０ｍｍ收稿日期：２０１００７２０处，１６１１爆口位于异种钢焊缝上方５５ｍｍ处。作者简介：肖国华（１９８０－），男，博士。２６１１管爆口张开较大，爆口两端呈撕裂状，由于爆·２４５·肖国华等：超超临界机组锅炉末级过热器爆管原因分析管后的气流冲击，爆口处折弯成

7、９０°，爆口边缘锋利，厚度明显减薄，说明发生了较大的塑性变形，管内壁有气流冲刷痕迹，爆口附近管子有轻微胀粗现象。１６１１管爆口张开较小，边缘平整，边缘壁厚也有所减薄，爆口附近钢管也有轻微胀粗。两根爆管爆口附近内、外表面均未发现有明显的氧化皮。１．２化学成分分析在爆裂Ｔ９１钢管上取样进行化学成分分析，分图１２６１１爆管宏观形貌析结果及ＡＳＭＥ标准对该材料化学成分的技术要Ｆｉｇ．１Ｍａｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆ２６１１ｂｕｒｓｔｔｕｂｅ求如表１所示。可见，爆管的各元素含量均符合ＡＳＭＥＳＡ２１３－２００１对Ｔ９１钢成分的技术要求，可排除用错材料的可

8、能性。１．３力学性能测试分别在２６１１和１６１１爆管靠近爆口和远离爆口处的向