1 試生產(chǎn)期間鍋爐受熱面管道事故統(tǒng)計(jì)

　　華能丹東電廠2臺(tái)鍋爐，為引進(jìn)英國(guó)巴布科克能源有限公司生產(chǎn)的亞臨界自然循環(huán)燃煤型鍋爐，最大連續(xù)蒸發(fā)量1 165 t/h。在機(jī)組168 h試運(yùn)行以及試生產(chǎn)期間的半年多時(shí)間里，2臺(tái)鍋爐先后發(fā)生受熱面爆管、漏泄、管段變形等損壞事故總計(jì)10次(見表1)，造成多次停機(jī)停爐。

　　鍋爐受熱面由水冷壁、過熱器、再熱器及省煤器組成，其中過熱器包括一級(jí)、屏式、末級(jí)及頂棚包墻過熱器；再熱器包括一級(jí)、末級(jí)再熱器。在發(fā)生的10次受熱面管損壞事故中，90%為過熱器爆管或漏泄，其中包墻過熱器5次，占總數(shù)的50%。

　　過熱器是鍋爐承壓部件中工作溫度最高的受熱面，管內(nèi)流過的是高溫高壓蒸汽，其傳熱性能較差，而管外又是高溫?zé)煔?，所處環(huán)境惡劣，因此損壞事故的比例非常大。

2 鍋爐受熱面管道損壞原因及處理

　　華能丹東電廠試生產(chǎn)期間鍋爐受熱面管道事故原因主要可分為設(shè)計(jì)、制造、安裝及其它原因。而制造及設(shè)計(jì)因素達(dá)8次之多，占總數(shù)的80%。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可以看出，爆管大多數(shù)為單根短時(shí)過熱超溫爆管。其中屬制造原因的有：聯(lián)箱內(nèi)部存有制造時(shí)產(chǎn)生的金屬機(jī)械加工殘留物，造成爆管占3次，因彎管應(yīng)力損傷及鋼管母材缺陷引發(fā)事故3次，共占總次數(shù)的60%。屬設(shè)計(jì)原因的有：因管排固定卡設(shè)計(jì)不合理，造成爆管、漏泄2次，占總次數(shù)的20%。

2.1 聯(lián)箱管堵塞引起的爆管

　　主要是過熱器入口聯(lián)箱內(nèi)接管處開有直徑不等的節(jié)流孔，當(dāng)有異物堵塞節(jié)流孔時(shí)，管內(nèi)工質(zhì)流通不暢，造成管段短期過熱變形、爆管。解決辦法是對(duì)2臺(tái)鍋爐的末級(jí)過熱器、屏式過熱器入口聯(lián)箱全部用內(nèi)窺鏡檢查。在已檢查過的2臺(tái)鍋爐末過、屏過共96個(gè)入口聯(lián)箱的9個(gè)聯(lián)箱內(nèi)，發(fā)現(xiàn)并取出聯(lián)箱制造時(shí)殘留的金屬機(jī)械加工或切割時(shí)鐵水凝固殘留物10余塊(片)，這些殘留物絕大部分在機(jī)組安裝前與母材有不同程度粘連，隨著機(jī)組運(yùn)行汽流的長(zhǎng)期作用，逐漸脫落，并在聯(lián)箱內(nèi)隨蒸汽流動(dòng)方向移動(dòng)，當(dāng)堵塞住節(jié)流孔時(shí)，發(fā)生短時(shí)超溫爆管。

　　表1 試生產(chǎn)期間鍋爐受熱面管道事故統(tǒng)計(jì)

序號(hào)時(shí)間機(jī)組部部位原因爆管類型數(shù)量

01 1998-11-26 2號(hào)爐末過管聯(lián)箱節(jié)流孔堵塞短時(shí)超溫爆管 1根

02 1998-11-20 2號(hào)爐末過管聯(lián)箱節(jié)流孔堵塞短時(shí)超溫爆管 1根

03 1999-01-05 1號(hào)爐前包墻管變管應(yīng)力集中損壞變管損傷漏泄 1根

04 1999-01-09 1號(hào)爐前包墻管管子母材缺陷母材缺陷漏泄 1根

05 1999-02-01 1號(hào)爐前包墻管補(bǔ)焊處理不徹底補(bǔ)焊點(diǎn)漏泄露 1根

06 1999-03-12 2號(hào)爐前包墻管管卡設(shè)計(jì)不合理振動(dòng)疲勞裂管 5根

07 1998-03-16 2號(hào)爐前包墻管管卡設(shè)計(jì)不合理機(jī)械磨損爆管 5根

08 1998-04-29 1號(hào)爐末過管聯(lián)箱節(jié)流孔堵塞超溫變形 1根

09 1998-05-05 1號(hào)爐省煤器管銷釘與變管磨損機(jī)械磨損漏泄 2根

10 1999-05-17 1號(hào)爐 屏過管 鋼管制造厚薄不均 材質(zhì)缺陷爆管 1根

2.2 受熱面管子母材缺陷

　　因彎管部位應(yīng)力集中造成斷裂漏泄，鋼管直段存在缺陷，鋼管壁厚厚薄不均造成漏泄、爆管各1次。此類事故的發(fā)生隨機(jī)性大，徹底根治難度較大，　唯一的辦法是在機(jī)組計(jì)劃?rùn)z修時(shí)，對(duì)鍋爐受熱面全面進(jìn)行宏觀檢查，壁厚測(cè)量、脹粗測(cè)量，發(fā)現(xiàn)減薄及脹粗超標(biāo)管及時(shí)更換，特別要加大對(duì)彎管處及應(yīng)力集中處的檢查力度，以減少爆管次數(shù)。

2.3 設(shè)計(jì)原因

　　鍋爐前包墻過熱器上部拉稀管排固定管卡設(shè)計(jì)不合理，原設(shè)計(jì)中只在每組管排的兩端用螺栓固定，而其余管排中間均沒有固定，由于每組管卡跨度較大，運(yùn)行時(shí)因高溫作用，卡子變形并與管排磨損，造成管壁減薄，直至漏泄。同時(shí)由于不斷振動(dòng)，在管子應(yīng)力集中區(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋造成漏泄。對(duì)這部分的管卡固定方式加以改進(jìn)，在每組管卡的管與管之間部分均進(jìn)行焊接固定，這樣運(yùn)行時(shí)振動(dòng)減少，可有效地避免磨損事故及振動(dòng)產(chǎn)生疲勞裂紋導(dǎo)致漏泄事故的再次發(fā)生。

2.4 安裝質(zhì)量

　　對(duì)于已發(fā)生的安裝原因造成的漏泄事故，主要是省煤器彎管部位與爐后墻固定筋板銷釘端部相碰磨損，造成省煤器管漏泄。正常的安裝程序固定用銷釘應(yīng)從爐內(nèi)向外插裝，但實(shí)際安裝時(shí)，由于施工人員采用由外向內(nèi)插銷釘?shù)腻e(cuò)誤作法，銷釘端部過長(zhǎng)與省煤器管排接觸相碰，運(yùn)行時(shí)磨損造成漏泄。

2.5 其它原因

　　對(duì)前包墻過熱器彎管處疲勞裂紋斷裂性缺陷補(bǔ)焊處理時(shí)，裂紋源沒有徹底消除掉，運(yùn)行時(shí)補(bǔ)焊部位裂紋再次擴(kuò)展，造成二次漏泄。因此對(duì)漏泄管段受熱面修復(fù)時(shí)，有條件換管的一定要換管處理，對(duì)暫無(wú)條件換管的，也要認(rèn)真將擴(kuò)展性缺陷挖除干凈，方可進(jìn)行補(bǔ)焊處理，并做好記錄，在機(jī)組大小修時(shí)重新?lián)Q管處理。

3 鍋爐受熱面管道的二次損壞

　　鍋爐受熱面發(fā)生事故類型很多，主要有短時(shí)超溫過熱、磨損疲勞、母材缺陷等原因，除此之外，受熱面管損壞后造成的二次漏泄數(shù)量也較大，因?yàn)殄仩t受熱面承受高溫高壓，一旦爆管或漏泄，將對(duì)旁邊的管子造成嚴(yán)重的威脅，經(jīng)常發(fā)生鍋爐爆管后，爆口噴出的汽流將鄰近管子壁厚沖刷減薄，造成聯(lián)鎖漏泄事故的發(fā)生。從附表中可以看出，在10次損壞事故中，共損壞受熱面管19根，因被沖刷造成二次損壞管數(shù)多達(dá)6根，占總數(shù)的32%。對(duì)這種損壞的預(yù)防，要加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)督管理，發(fā)現(xiàn)有超溫超壓及其它異常情況及時(shí)采取有效措施，受熱面爆管確認(rèn) 后，停機(jī)停爐要果斷，避免事故的擴(kuò)大。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　火電廠相當(dāng)大的一部分事故是由鍋爐引起的，而過熱器又是鍋爐受熱面事故的主角，如何確保過熱器不發(fā)生漏泄、爆管等事故是解決受熱面管損壞的關(guān)鍵。除了設(shè)計(jì)上從結(jié)構(gòu)、布置以及選擇最佳的過熱器系統(tǒng)等多方面進(jìn)行綜合考慮外，還應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)合理正確地選用鋼材，避免管子超溫運(yùn)行；對(duì)設(shè)計(jì)方面存在的問題及制造、安裝時(shí)遺留的缺陷，要及時(shí)進(jìn)行處理；在機(jī)組檢修時(shí)，要加大宏觀檢查、壁厚測(cè)量及蠕脹測(cè)量的力度。(邵天佑)

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文章名稱：《鍋爐受熱面管道事故分析》

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