摘要:本文从锅炉水冷壁、再热器、过热器、省煤器四个重要受热面各自材质结构及工作环境、运行特点等方面着手,结合我公司锅炉运行的实际情况,对造成“四管”泄漏的原因进行全面分析,并制定了相应的防范措施,实施后“四管”泄漏现象得到了有效控制。
主题词:“四管”泄漏;应力集中;烟温偏差;飞灰冲刷
引言
一、“四管”泄漏原因分类
通过查阅同类型机组“四管”泄漏的设备台帐及防磨防爆检查记录、事故案列分析,并结合有关防止“四管”泄漏的技术资料,我们对影响“四管”泄漏的原因进行了统计分类,认为影响锅炉“四管”泄漏的原因有以下几方面,并且对各类原因进行具体的分析讨论:①应力集中;②超温爆管;③吹灰器吹损;④机械磨损;⑤飞灰冲刷;⑥焊工的焊接质量;⑦运行人员由于业务水平低或经验不足造成的误操作。
二、“四管”泄漏原因分析及解决措施
1.应力集中
1.1原因分析
产生应力集中主要是由于锅炉结构及人为原因造成的。在锅炉下部前后拱及左右侧墙之间的结合部分在锅炉启停过程中会发生膨胀不畅造成应力集中,拉裂管子。人为原因如某厂#2炉运行人员违反安全规程,使用消防水对渣斗人孔门处堆积的结焦进行冲刷,处于高温的水冷壁遇有冷却水,发生急剧收缩产生较大的热应力,导致近几年水冷壁前后拱和左右侧墙的结合区域及渣斗上方人孔门处多次发生泄漏事故。另外由于煤质原因使锅炉结焦严重,大焦下落使渣斗内的温度相对较低的水,被溅到底部水冷壁管壁上,造成该区域管壁热应力集中;机组负荷变化,炉膛热负荷变化速度大,使底部水冷壁产生热应力;机组启停炉时,炉膛内升降温速度过快,使水冷壁产生热应力。三种热应力的综合作用,使该区域的应力达到峰值,长期作用在此应力下就极易引发泄漏。
1.2措施
每次检修时对水冷壁前后拱和左右侧墙的结合区域及渣斗上方人孔门处进行仔细检查,检查工作主要包括:宏观检查水冷壁四角因膨胀不畅而易拉裂的部位;联系电科院技术人员对渣斗上方人孔门及前后拱容易产生热应力的区域用测量应力的仪器进行测量,看应力集中是否超标;每次停炉前后要做好水冷壁的膨胀记录,判断膨胀是否正常。
2.超温爆管
某厂#1、2炉再热器曾经多次发生超温泄漏事故,且发生部位大多集中在炉膛的右侧。通过与上锅厂技术人员的共同协作,分析得出影响再热器超温爆管的以下几方面原因:
1) 炉膛出口处左右侧的烟温偏差,引起再热器超温爆管。
2) 12Cr2MoWVTiB(钢研-102)材质问题。
3) 再热器受热面面积过多。
下面对以上三条原因略作分析。
2.1 对于炉膛出口处的左右侧烟温偏差
2.1.1原因分析
对四角切向燃烧锅炉来说,在炉膛内形成的旋转上升烟气流在到达炉膛出口进入水平烟道时,烟气流将由旋转运动变为直线运动,此时气流将以原旋转圆周的切线方向进入水平烟道内,这就使烟气流偏向于烟道的某一侧,形成了水平烟道左右侧的烟温偏差,从而导致左右侧的屏再和末再的巨大吸热偏差。对于逆时针的切向燃烧锅炉来说烟气流往往偏向水平烟道右侧,使右侧的烟气量和烟气温度均高于左侧,导致右侧传热强度高,传热温差大、使右侧受热面的吸热量增强,造成右侧汽温和管子金属壁温高于左侧,并最终导致右侧末再频繁超温爆管。
2.1.2措施
锅炉右侧的偏烧现象由于切向燃烧锅炉设计形式不能改变,偏烧不可避免的地存在,因此只能从管子材质方面着手考虑,即采用高规格管子材质,提高管子的耐温性能。经调研,在吴泾、沙角、嘉兴、外高桥工程的1025t/h锅炉上,以及其后的一大批配300MW机组的1025t/h锅炉上,均已广泛地采用了SA213 T-91 材料以取代12Cr2MoWVTiB材料,并且没有发生过再热器超温爆管事故,证明SA213 T-91 材料完全能胜任这一高温部件的工作。因此可以将某厂末再12Cr2MoWVTiB材质更换为TP304H(最外圈)和SA213-T91(其余各圈)材质。
3.吹灰器吹损
3.1原因分析
通过历次锅炉防磨防爆检查结果及爆管记录可以看出,吹灰器对受热面的吹损主要是由于以下几方面造成的:
a. 吹灰器内漏
b. 吹灰器不旋转
c. 吹灰器吹灰时带水
d. 吹灰器吹灰蒸汽压力过高
例如:某厂锅炉15米吹灰器孔处发生蒸汽吹损造成的泄漏;在以前锅炉防磨防爆检查中曾发现过长吹吹损后屏过热器最外圈、低温过热器水平段、省煤器竖直段的现象。
3.2措施
3.2.1机组检修时宏观检查吹灰器孔周围的管子,对检查中发现的存在吹损的管子加装防磨罩,并对吹灰器进行检查检修;
3.2.2对内漏的吹灰器必须及时更换合格的DVT阀;
3.2.3对不旋转的吹灰器进行检修,修复或更换旋转电机及变速箱;
3.2.4加强对吹灰器疏水调阀的检修维护,保证其吹灰时能够正常开启进行疏水;
3.2.5调整各吹灰器的压力至规定范围(1.0~1.5MPa)
4.机械磨损
4.1原因分析
由于管卡、支吊架松動,定位块脱落,在运行过程中与管子相互摩擦刮蹭,天长日久就会出现管子的磨损,这是管子尤其是再热器管子发生爆破的一个隐患。
4.2措施
对于末再出现的定位块脱落,管卡松动造成的管子磨损我们采取重新焊接定位块,调整管卡子的方法进行处理,并且加强在机组检修过程中对管子支吊架及管卡等部位的检查。
5.飞灰冲刷
5.1原因分析