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行业知识

内地型发电厂1号炉前构体换热器多次损裂概析

作者: 添加时间:2014/8/3 16:18:32 浏览:

   在包墙管过热器入口联箱的两侧,各接出3根连通管,将蒸汽引入两侧包墙管的6个进口短管墙(这些进口短管箱位于烟道之外,高出进口联箱700mm),之后,蒸汽经两侧包墙管(2×66)进入出口环形联箱。

  锅炉包墙管过热器的运行情况华能岳阳电厂1号炉自投产以来,其包墙过热器在鳍片和悬吊光管的交界处频繁爆管,具体爆管情况。从A侧数第95根悬吊光管与鳍片的交界处13原因分析包墙过热器管同一区域内的频发性爆管,严重影响了机组的安全经济运行,给电厂带来了较大的经济损失,为此,厂部成立了专门的调查分析小组,电厂有关技术人员从包墙过热器管的运行工况、爆口的宏观特征、管材的金相组织、管材的理化分析及机械性能等方面进行了大量的分析和研究。
  过热器管的运行工况为了了解包墙过热器管的运行温度,在包墙过热器管上加装了一温度测点,并将该处的温度信号连入计算机,以利于对其运行情况的全面监测。通过监测包墙过热器管的运行温度,发现包墙过热器管的管壁温度在设计范围内,未见超温、超压现象。
  断口宏观分析爆管几乎均位于鳍片和悬吊光管的交界处,即最大应力集中处。从断口看,断口在断裂前没有出现明显的塑性变形,断面较为平整,外缘与断面成45°的剪切唇,且断面上存在较为清晰金相组织经取样分析,断口金相组织为铁素体、珠光体、少量碳化物,金相组织无粗大迹象,符合要求。
  光谱及理化分析为了查明管材是否用错,我们对包墙过热器该区域内的管子进行了光谱分析和理化分析,证实管材为15Mo3,符合设计要求。机械性能对爆管取样进行了常温机械性能测试,发现其主要的弯曲性能、抗拉强度(530N/mm2)和硬度(HB130)等性能指标均在合格范围。
  分析及结论从上面分析可知,该包墙过热器频发性爆管,并非材质异常和超温所致。但包墙过热器呈前、后排式布置,管间距平均分布(50mm),管子的上部由顶棚过热器固定,下部由鳍片固定,中间长度却长达10m左右,在这中间无管卡固定。烟气在经过前包墙过热器的对流管后即转向90°后向下,烟气的扰动使前包墙过热器对流管产生振动,当管子振动的固有频率与烟气的扰动频率相同时就会产生共振,其中鳍片与悬吊光管交界处是应力最集中的部位,因而最容易首先产生疲劳裂纹源。随着振动的进行,裂纹不断扩展,最终发生爆管事故,这与前面所讲的断口宏观分析的原因是相吻合的。
  处理措施从以上的分析中可以看出,前包墙过热器管频繁爆管的原因为管排振动所致,为了改变管子的固有振动频率,使其不发生共振,避开烟气的扰动频率,经研究决定在对流管上距爆管处3m左右加装1排管卡,使整个前包墙过热器管的对流管排成为一个整体(如示)以提高整个管排的刚度。改造工作实施后至今,锅炉的前包墙过热器管再未发生类似的爆管事故。实践证明,通过以上的改造来改变管子固有振动频率的方法是正确的。
  结束语在火电厂锅炉事故中,水冷壁、过热器、省煤器、再热器等的爆破泄漏事故最为常见,占锅炉事故的百分率最高。据有关统计资料介绍,承压部件的爆管泄漏约占锅炉事故的40左右,可见防止和消除锅炉受热面爆管泄漏,对保证机组安全、经济运行尤为重要,对火电厂“安全、文明、创一流”工作具有很重要的现实意义。