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水冷壁、包墙、高再

时间:2016-06-08 11:30:49  来源:  作者:

#2炉水冷壁、包墙、高再泄漏原因分析报告

一、锅炉概况

#2锅炉为东方锅炉制造的DG2028/17.45-Ⅱ3型亚临界参数、W型火焰燃烧方式、自然循环汽包炉。单炉膛∏型露天布置,燃用无烟煤,一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢架结构。

1. 锅炉容量和主要参数:主蒸汽温度541℃,最大连续蒸发量2028t/h,与汽轮机的VWO工况相匹配。

          锅炉主要参数:

项目

单位

BMCR

BECR

过热蒸汽流量

t/h

2028

1928

过热蒸汽出口压力

MPa(a)

17.45

17.4

过热蒸汽出口温度

541

541

再热蒸汽流量

t/h

1721.213

1633.547

再热蒸汽进/出口压力

MPa(a)

4.09/3.91

3.87/3.70

再热蒸汽进/出口温度

330.1/541

324.5/541

给水温度

280.7

277.1

2. 炉膛及水冷壁基本情况

 炉膛及水冷壁

炉膛型式

膜式水冷壁

炉膛尺寸(宽,深,高)

mm

/

“W”型锅炉上炉膛尺寸(宽,深,高)

mm

34480×9906×30296

“W”型锅炉下炉膛尺寸(宽,深,高)

mm

34480×16012×19770

炉膛容积(按DL/T813-2002选型导则计算)

m3

17408

炉膛总受热面积

m2

6219

炉膛辐射受热面积

m2

5746

炉膛卫燃带面积

m2

827.5

炉膛容积热负荷(B-MCR)

W/m3

90.76×103

下炉膛截面热负荷(B-MCR)

W/m2

4.665×106

炉膛有效的投影辐射受热面热负荷(EPRS)(B-MCR)

W/m2

0.274×106

最小燃尽区高度

m

40

最小燃尽区容积热负荷

W/m2

90.7×103

燃烧器区域面积热负荷(B-MCR)

W/m2

/

炉膛出口温度(B-MCR)

1032

炉膛设计压力

Pa

±5800

短时不变形承载压力

Pa

±9800

水冷壁设计压力

Mpa.a

19.9

水冷壁循环方式

自然循环

水冷壁质量流速(B-MCR)

kg/s

800~1100

水冷壁循环回路数(前、后、侧)

39、39、3×2

水冷壁管管型

光管

水冷壁管外径

mm

76

水冷壁管内径

mm

58

水冷壁管管距

mm

95.25

水冷壁管根数

930

水冷壁管材质

SA-210C

角隅管的最低循环倍率(B-MCR)

2.7

下降管外径

mm

609.6

下降管内径

mm

489.6

下降管根数

6

下降管材质

SA-106C

下降分配水管外径

mm

168.3

下降分配水管内径

 mm

136.3

下降分配水管根数

156

下降分配水管材质

SA-106C

下降管与上升管的截面比

0.353

上升管与进入汽包导汽管的截面比

1.3863

水冷壁受热面积

m2

4204

水冷壁传热恶化的临界热负荷与设计最大热负荷的比值

/

1.37

3.水冷壁材质及规格、计算压力

材质:SA-210C

规格:φ76×9mm

计算压力:19.9Mpa

4.包墙材质及规格、计算压力

材质:15CrMoG

规格:φ51×7.5mm

计算压力:19.9Mpa

5.高再外圈下部弯头材质及规格、计算压力

材质:TP304H

规格:φ57×4.5mm

计算压力:4.75Mpa

二、泄漏及处理概况

2016年6月8日11:16分,检查发现#2炉B侧高再出口烟温偏低,就地检查#2炉B侧R07和R09吹灰器之间人孔门处有异音且有水从人孔门滴出。11:30分,生技部与设备部现场已确认#2炉有漏点。13:45分,省调同意#2机停机,令#2机负荷调频,14:51分,#2机组解列停运,19:14分,按省调要求#62主变由热备用转冷备用;9日 01:02分,#2炉开始自然通风。9日18:36,启2B引风机对#2炉进行机械通风。11日6:16分,#2炉炉膛出口烟温48℃,停止#2炉机械通风,#2炉受热面抢修票开工。11日23:30,#2炉受热面抢修工作结束,焊口探伤全部合格,#2机组向省调报备。

三、泄露示意图及宏观形貌

1、炉内B侧第一根斜坡段水冷壁、声波吹灰器炉后侧第一根、高再靠炉后侧下弯头分别发现漏点。示意图如下:

 

2、宏观形貌

  

图一、爆口宏观形貌                 图二、水冷壁宏观形貌

图三、高再宏观形貌                 图四、包墙宏观形貌

   水冷壁、高再泄露口无撕裂状,爆口附近管段无涨粗,爆口内壁无垢,爆口外壁无蠕涨裂纹。包墙泄漏口呈条形,无撕裂现象,边缘母材出现明显的冲刷现象。

三、爆口宏观尺寸

1.水冷壁

爆口长:15mm;

爆口宽:5mm;

爆口处壁厚:1mm(最薄处)

2、包墙

爆口长:13mm;

爆口宽:3mm;

爆口处壁厚:1mm(最薄处)

3、高再

爆口直径:10mm;

爆口处壁厚:0.5mm(最薄处)

四、泄漏原因浅析

1.现场勘察情况

停炉后检查,靠B侧高再第一排炉后侧最外侧不锈钢弯头发现1个漏点、靠B侧斜坡段第一根水冷壁发现1个漏点,靠高再后人孔门包墙发现1个漏点。经观察,声波吹灰器根部不锈钢管道发现穿孔痕迹。同时检查A侧位置声波吹灰器,发现不锈钢管道同样存在穿孔,发现对应下方密封盒吹损穿孔。

  

图五、B侧声波吹灰器不锈钢管穿孔        图六、A侧声波吹灰器不锈钢管穿孔

  

图七、A侧声波吹灰器下方密封盒吹损穿孔

2.泄漏原因分析

(1)、水冷壁爆口宏观特征方面分析

从爆口宏观形貌看,爆口无撕裂状、刃口外翻,周边外侧壁厚减薄明显,爆口处陈旧氧化物较多。说明爆漏处是由于管道长期受到冲刷、减薄,在管壁减薄到一定程度时,在19.9Mpa的压力下产生泄露。

因此,可以说明水冷壁泄露因外力冲刷管外侧减薄后,在自身压力下爆漏。

(2)、包墙爆口宏观特征方面分析

      包墙泄露点呈V型深沟,V型方向及位置与声波吹灰器泄露点到水冷壁泄漏点在同一直线上。

      因此,此V型深沟为吹灰器泄露空气携带粉尘长期冲刷,最终吹损管壁。

(3)、高再爆口宏观特征方面分析

高再压力为4.75Mpa,从漏点形状及管内残留物排除因短时过热、长时过热爆管,且高再泄漏口周边外壁均匀减薄,漏点呈圆形,方向由内向外。

因此,高再泄露因外力冲刷减薄后泄露。

(4)、声波吹灰器宏观特征与对应受热面管屏关系

      从图五、图六中可以看出声波吹灰器喇叭根部不锈钢管道出现穿孔。炉A侧吹灰器根部穿孔下方密封盒存在φ40mm穿孔,炉B侧吹灰器根部穿孔与包墙V型沟、水冷壁爆口呈同一直线。

(5)、声波吹灰器接管分析

四川省电力工业调整试验所《声波吹灰器接管金相分析报告》分析接管为:金相组织为奥氏体,无晶间裂纹,未见明显异常(附件1)。排除因接管材质不合格造成穿孔泄露。

(6)、综合分析

    运行状态下声波吹灰器长期处于灰粉环境中,因丝牙漏气带动灰粉长期对接管进行吹磨,造成吹灰器接管穿孔。穿孔后压缩空气继续带动灰粉对水冷壁、包墙磨损,造成泄漏。

四、结论

本次锅炉爆管主要过程为声波吹灰器连接管漏气→漏气带灰磨损连接管,并发生穿孔→漏气带灰吹损包墙以及水冷壁管→包墙管以及水冷壁爆漏→声波喇叭吹损以及高再管爆漏。

五、处理方案

将泄漏管段共3根更换,包墙减薄超过厚度20%管道2根更换,焊口做100%无损探伤检查。对其余包墙、水冷壁明显减薄段进行堆焊,堆焊区做100%无损探伤检查。

六、防范措施及建议

封停必检时,检查穿墙设备及周边管道,包括:吹灰器、火焰电视、人孔门、穿墙管等。

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