锅炉过热器爆管原因研究和预防措施

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1、锅炉过热器爆管原因研究和预防措施　　摘要:本文主要针对电厂锅炉高温过热器管连续出现爆管进行了简单的探讨，分析其爆管原因，并提出预防锅炉过热器爆管的措施，为锅炉的安全稳定运行提供保障，对其它电厂出现类似问题有借鉴作用。关键词:电厂锅炉过热器爆管预防措施中图分类号：U261.1文献标识码：A现时期，随着我国经济、社会的发展，工业化进程的加快，对能源行业的要求越来越高，鉴于电厂锅炉设备对工业安全建设的重要意义，尤其是电能的需求量增大以及需求质量逐年增加，工业安全建设问题越来越被人们关注。锅炉作为电厂生产中重要的能源设备，其高效、有序运行对电厂安全、稳定生产起着

2、重要的作用。然而，电厂锅炉因设计缺陷、安装遗留问题、运行时数增加、维护不到位等情况，往往存在诸多的安全隐患，导致事故的发生。本文针对广州市旺隆热电有限公司#1锅炉过热器爆管原因进行了详细分析，为电厂锅炉今后的运行维护提供参考，具有重要意义。1过热器爆管事件经过旺隆电厂#1、2锅炉是东方锅炉实业公司提供的DG420/9.82-Ⅱ型锅炉，额定蒸发量420t/h，出口蒸汽压力9.82Mpa，过热蒸汽温度540℃，机组于2005年9月投产。92010年6月15日旺隆电厂#1锅炉高温过热器B侧第25排第3条管(靠炉后)发生爆管,并吹穿第25排第4条管，当时累计运行

3、时数约为30000小时。经抢修，更换爆裂管段和吹穿管段。随后委托华南理工大学材料科学与工程学院对高过管爆裂原因进行测试分析。2010年8月22日旺隆电厂#1锅炉高温过热器B侧第25排第3条管(靠炉后)又发生爆管，分析过热器管有异物堵塞，扩大检查范围至联箱，采用内窥和拍片结合的方法，在该管与联箱接管座第一个对接焊缝位置发现“钻孔底片”(俗称眼镜片)，并在联箱接管座其它位置发现了5个眼镜片。2过热器弯管爆管原因分析2.1爆口宏观形貌观察高温过热器管规格为Φ42×5，材质为12Cr1MoV，从爆裂管取爆口位置进行宏观形貌分析，如图1所示。图1爆裂管的宏观照片从

4、图1可以看出：（1）爆口位于高过炉管的拐弯内侧处，沿管件纵向分布，爆口周围壁厚明显减薄，由5.7mm→3.4mm；（2）爆口处呈厚唇状，有较严重的塑性变形，周围表面明显氧化，呈黑色；（3）爆口附近尤其是两端有较多细小的分枝裂纹。9（4）对管外径的测量表明，爆口处的外径Φ达到45.7mm，有明显的胀粗；远离爆口处的外径Φ＝43.5mm，气流冲刷管外径Φ＝43.5mm，与原始规格没有明显变化。说明除爆口附近外，管件其它部位没有胀粗现象。2.2金相分析将爆裂处切割下来，如图1(b)所示，为了对比分析，同时在远离爆口的基体以及非爆气流冲刷管上各切取一块试样用于金

5、相分析，如图1(a)。沿纵向打磨、抛光金相试样，然后3%硝酸酒精浸蚀。爆口处抛光后的宏观形貌如图1(c)所示。分别在浸浊前后对爆裂处进行金相观察和拍照，金相照片如图2～图6所示。其中图2是浸浊前裂纹尖端的金相照片，图3是浸浊后裂纹的低倍形貌，图4是浸浊后裂纹尖端的高倍形貌，图5是浸浊后爆口附近基体的金相组织，图6是远离爆口处基体的金相组织，图7是气流冲刷管基体的金相组织。图2图3图4图5图6图7从以上各图可看出：9（1）爆口裂纹尖端处发生较严重的蠕变现象，沿晶界出现大量蠕变孔洞，其蠕变孔洞等级达5级，这些蠕变孔洞连在一起形成大量晶界裂纹，大量晶界裂纹连在

6、一起形成微裂纹，最后聚集成宏观裂纹。（2）无论在爆口处还是远离爆口处，送检爆管的金相组织均为铁素体+弥散分布的碳化物，组织球化等级均已达到5级。（3）送检非爆的气流冲刷管，其金相组织为铁素体+贝氏体，球化等级为3级，没有发现蠕变孔洞。2.3化学成分分析从送检爆管上用线切割各切取一个10×10mm的试样用于化学成分分析。分析结果如表1所示，表中同时给出12Cr1MoV的GB5310-2008标准成分。从表1可知，送检爆管的化学成分符合GB5310-2008/12Cr1MoV的标准成分。表1化学成分分析结果2.4综合分析通过以上对爆裂管和冲刷管的宏观观察、金

7、相组织及化学成分分析，可以看出：（1）宏观形貌：爆口处管件发生明显宏观塑性变形，有明显减薄和胀粗现象，同时表面伴有较严重的氧化；除爆口附近外，管件其它部位没有胀粗现象。9（2）爆管的金相组织：无论在爆口处还是远离爆口处，爆管的金相组织均为铁素体+弥散的碳化物，组织球化等级均已达到5级；爆口处蠕变孔洞等级为5级，远离爆口的基体则无明显蠕变孔洞。（3）冲刷管的金相组织：为铁素体+贝氏体，球化等级为3级，没有发现蠕变孔洞。（4）成分分析：送检爆管的化学成分符合12Cr1MoV的国家标准。从爆口管整体基体的金相组织老化等级已达5级（已达到电力部标准规定的最高等级

8、）来看，送检爆裂高过管整管均已达到较高的组织老化等级。该管于2005年9月投产，