發(fā)布時(shí)間:2024-06-03
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對(duì)于燃煤火力發(fā)電機(jī)組,約70%的事故來(lái)自鍋爐側(cè),鍋爐側(cè)一旦發(fā)生事故,70%的原因在于四管泄漏。
水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器四類(lèi)管(簡(jiǎn)稱(chēng)鍋爐“四小管”)泄漏或爆管事故會(huì)導(dǎo)致停機(jī)停爐,其引起的非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間占機(jī)組非停時(shí)間約40%,少發(fā)電量占全部事故少發(fā)電量的50%以上,是影響發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素。
近年來(lái),隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),鍋爐承壓部件金屬材料逐漸老化,且伴隨著長(zhǎng)期燃燒高硫煤造成的高溫腐蝕、深度調(diào)峰和機(jī)組啟停引起的應(yīng)力集中和裂紋類(lèi)缺陷增加,鍋爐受熱面及承壓部件的故障呈現(xiàn)多發(fā)趨勢(shì),機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)概率增加。機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)不僅給企業(yè)造成了經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)還影響電網(wǎng)的正常調(diào)度,造成企業(yè)信譽(yù)損失。為了防止鍋爐爆管,保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行,在機(jī)組檢修期間須對(duì)鍋爐四管進(jìn)行全范圍系統(tǒng)性的防磨防爆檢查。
01
“四管”爆漏原因分析
電站鍋爐“四管”常見(jiàn)的失效類(lèi)型有腐蝕、管材和焊接缺陷、過(guò)熱爆管、磨損減薄、應(yīng)力集中、疲勞開(kāi)裂、機(jī)械損傷等。各受熱面泄漏失效類(lèi)型又有所差別,其中水冷壁以高溫腐蝕、磨損減薄為主,過(guò)熱器以焊接缺陷、過(guò)熱爆管、磨損、腐蝕為主,再熱器以焊接缺陷、過(guò)熱、磨損為主,省煤器則以飛灰磨損減薄為主。
水冷壁熔敷焊接熔深過(guò)深及鰭片不平整磨損爆管
過(guò)熱器鰭片焊縫和管子對(duì)接焊縫開(kāi)裂
省煤器焊縫未熔合缺陷及穿墻密封漏風(fēng)
2. 腐蝕
雖然腐蝕爆管比例較低,但由于其具有突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性,一旦發(fā)生,往往造成大面積的損壞。腐蝕爆管的特征為管壁產(chǎn)生點(diǎn)狀或坑狀腐蝕,金相組織不發(fā)生變化,裂紋為橫斷面開(kāi)裂,爆口寬而鈍。依據(jù)腐蝕機(jī)理可分為水側(cè)腐蝕和煙氣側(cè)腐蝕。
水側(cè)腐蝕是指水處理設(shè)備中堿性或酸性物質(zhì)及其他雜質(zhì)引起的腐蝕和損壞,主要有氧腐蝕、垢下腐蝕、氫損傷等。氧腐蝕易發(fā)生在省煤器、過(guò)熱器和再熱器管段;垢下腐蝕主要發(fā)生在水冷壁和低溫過(guò)熱器;氫腐蝕主要發(fā)生在水冷壁。煙氣側(cè)腐蝕主要是硫腐蝕。低溫硫腐蝕主要發(fā)生在省煤器管段;高溫硫腐蝕主要發(fā)生在水冷壁、過(guò)熱器和再熱器管段。
3. 熱疲勞
熱疲勞是指鍋爐管在溫度反復(fù)變化時(shí)受熱應(yīng)力作用而發(fā)生的疲勞損壞。熱疲勞爆管的特征為從外表向里發(fā)展的環(huán)狀裂紋;以橫向裂紋為主的龜狀裂紋;短而粗且充滿(mǎn)腐蝕產(chǎn)物的楔形裂紋。
造成熱疲勞的原因有:爐膛使用水吹灰,管壁溫度急劇變化產(chǎn)生熱沖擊;超溫導(dǎo)致管材的疲勞強(qiáng)度下降;基本負(fù)荷機(jī)組參與調(diào)峰運(yùn)行,頻繁啟停和變負(fù)荷運(yùn)行。
4. 超溫過(guò)熱
超溫過(guò)熱爆管主要發(fā)生在鍋爐的高溫對(duì)流過(guò)熱器和高溫再熱器管段,低溫過(guò)熱器和省煤器管也可能出現(xiàn)。短期過(guò)熱是指當(dāng)管壁溫度超過(guò)材料的下臨界溫度時(shí),材料強(qiáng)度明顯下降。在內(nèi)壓力作用下,發(fā)生脹粗和爆管現(xiàn)象。長(zhǎng)期過(guò)熱是指管壁溫度長(zhǎng)期處于設(shè)計(jì)溫度之上且低于材料的下臨界溫度,超溫幅度不大但是時(shí)間較長(zhǎng),管子力學(xué)性能惡化,導(dǎo)致在較薄弱部位發(fā)生脆裂爆管。長(zhǎng)期超溫可分為高溫蠕變型、應(yīng)力氧化裂紋型和氧化減薄型。
5. 焊接質(zhì)量問(wèn)題
受熱面管所需要承受的壓力和溫度較高,一旦焊接存在質(zhì)量缺陷,存在未熔合、未焊透、夾渣、咬邊等現(xiàn)象,將導(dǎo)致管道在高壓環(huán)境運(yùn)行中無(wú)法承受內(nèi)部壓力,出現(xiàn)爆管現(xiàn)象。
02
鍋爐四管防磨防爆的普遍性難點(diǎn)
傳統(tǒng)的鍋爐檢查手段主要是人工搭腳手架或者升降平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè),外壁檢測(cè)依靠肉眼觀察法和觸摸法,內(nèi)壁用測(cè)厚儀、漏磁檢測(cè)儀等抽查管內(nèi)情況。鍋爐內(nèi)部工作環(huán)境惡劣、工作量大、進(jìn)度慢、成本高,而且依賴(lài)于人員經(jīng)驗(yàn),數(shù)據(jù)并不是很完善,易出現(xiàn)漏檢。