某电厂锅炉再热器弯管爆管原因分析

某电厂锅炉再热器弯管爆管原因分析

曹海

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古呼和浩特010206

摘要：本文针对某电厂锅炉再热器弯管爆管原因进行了分析，并给出了相应的解决措施。但由于引起电厂锅炉再热器爆管的因素众多，本文只是进行了简单的探讨，要构建科学性、系统性、合理性的电厂锅炉设备管理体系，还需要进一步的研究，以提出更合理、科学、操作性强的改良措施。电厂锅炉再热器弯管爆管原因分析并不单单需要理论知识，还需要实践管理经验以及研发配备具有良好性能的新设备。在管理过程中，要从电厂实际情况出发，从有效控制再热器爆管事故的发生入手，进一步加强电厂锅炉的安全运行是电厂锅炉管理的最终目标，本文的研究为电厂可持续发展提供借鉴和参考。

关键词：电厂锅炉；再热器；弯管爆管；原因分析

1过热器爆管的原因有2种

1.1长期过热爆管

过热器管子在超温幅度不太大的情况下，由于长期处于超温运行，使得金属材料的机械强度下降，蠕变速度加快，管子发生胀粗直至破裂。

1.2短期过热爆管

由于异物堵塞管道，锅炉燃烧不稳等原因，导致管道传热恶化，局部温度急剧上升，超温幅度较大并且超过金属材料的极限允许温度，而引起管道超温爆裂。

2某电厂锅炉再热器弯管概述

再热器按蒸汽流程可分为低温再热器和高温再热器两级，低温再热器布置在尾部竖井的主烟道内，高温再热器布置在水平烟道内。低温再热器由89片6管圈同绕的管片组成。沿高度分为上、中、下三组及向上穿过转向室的垂直管段四个部分，垂直段及上组管材为12Cr1MoV，中组为15CrMo、下组为20G。低温再热器出口的蒸汽经左右交叉后进入高温再热器，高温再热器由85片7管圈同绕的管片组成，高温再热器最外圈采用1Cr18Ni9Ti钢管，其余管圈采用12Cr2MoWVTiB（钢102）钢管。近些年，某电厂锅炉再热器弯管爆管事故频繁发生，已经严重影响到电厂正常的运行。该电厂锅炉所用机型为WGZ－420/13.7MPa型，锅炉再热器弯管材质为12Cr2MoWVTiB（钢102）（外圈钢管为1Cr18Ni9Ti），利用燃料为烟煤、最大连续蒸发量670t/h。该电厂锅炉机组从2004年11月21号第一次点火正式开始运行，直至2008年5月8日因锅炉再热器弯管爆管事故停止运行，总运行时间超过1600h，经过维修之后，运行不足300h，又一次发生了爆管事故。针对该电厂锅炉再热器弯管爆管事故，本文重点从材质和制粉系统不同两方面原因入手，对锅炉再热器弯管爆的原因进行详细分析。

2再热器弯管爆管原因分析

2.1材质原因

该电厂机组型号为WGZ－420/13.7MPa，最外圈管材质采用1Cr18Ni9Ti钢管，其余管圈采用12Cr2MoWVTiB（钢102）钢管，再热器炉外连接管都采用12Cr1MoV材质，工作压力是3.54MPa，工作温度是540℃。12Cr2MoWVTiB材质是一种低合金贝氏体型耐热钢，在小于600℃时具有良好的综合力学性能、抗氧化性及组织稳定性。超过600℃时，抗氧化性能下降，腐蚀率为0.15mm/年。但也存在对热处理敏感、塑性差、焊后塑性和耐蚀性差等缺点，经过长期使用后，由于受热不均，内壁氧化皮的剥落更进一步增加了管壁的温度差。加上温度骤冷骤然的交替变化，使得材质逐级变脆，因而限制了这类材质的使用年限。此外，管壁在运行中受到蒸汽的热冲击会出现裂纹，也会降低弯管的性能质量。加上长期使用且不加以维护，就会引起再热器弯管爆管事故的发生。

2.2制粉系统原因

制粉系统将原煤磨制成煤粉，并送入锅炉炉膛。该电厂制粉系统选用的是中速磨煤机和给煤机，不用钢球磨煤机，经磨煤机磨制成的煤粉全部直接送入炉膛燃烧，无中间仓储的排粉机。直吹式制粉系统的特点是：磨煤机干燥剂既是输粉介质，也是进入炉膛的一次风，锅炉系统与锅炉之间需要保持燃料的供需平衡。该电厂使用的中速磨煤机可用煤种广、备用容量大，但也具有以下缺点：1）煤粉细度不稳定；2）响应锅炉负荷变化性能差，煤粉受负荷变化影响；3）煤粉浓度低。由此看来，制粉系统的不同也可能是导致锅炉再热器弯管爆管的原因之一。2.3其它原因还有一些其他的原因可能导致弯管爆管，如：1）锅炉运行时应力作用；2）再热器弯管设计不良；3）锅炉送风风速过高等。在锅炉再热器弯管爆管事故发生时，同样应该排查这些方面是否存在故障，此外，在平时设备检修过程中也要多加注意，及时发现故障并采取相应的措施解决。

3预防措施分析

针对某电厂锅炉再热器弯管爆管以上原因的分析，提出了以下可行性措施：

3.1更换弯管材质

鉴于材质问题引起该电厂锅炉再热器弯管爆管事故的发生，建议更换TP304H材质钢管，代替原本的12Cr2MoWVTiB（钢102）（外圈1根为1Cr18Ni9Ti）弯管材质。TP304H钢材质不仅具有12Cr2MoWVTiB的高稳定性和耐热性，且当温度达到650℃时，其仍具有良好的抗氧化性。此外，TP304H材质焊接和弯管工艺也很简单，价格普通。最主要的优点是焊接后经过热处理材质并不敏感，且具有较强的使用年限，不会因为长期的冷热交替变化而降低原本的性能，很适合使用在锅炉再热器弯管中。

3.2加强锅炉本体检

修加强锅炉本体检修，防患于未然，是预防爆管事故发生的另一个有效措施。本体检修包括内容较多，这里主要针对该电厂的实际情况，介绍以下几方面：1）焊接方面。在焊接过程中若未按照设计要求操作，致使接头不良，或者是热处理不当在焊缝处产生开裂等都会影响弯管质量，有可能使得弯管爆管。因此，建议该电厂加强设备建造，再热器弯管焊接时需要注意以下几方面的内容：首先根据需要选用合适规格、质量的焊材，紧接着要检查焊接用机具、环境是否符合要求，要注意将焊件坡口表面清理干净，之后按照设计图纸进行焊接，焊接过程中一定要按照图纸要求对口焊接，最后做好焊缝的焊后清理、外观自检工作，焊接后要包扎或用火焰加热并缓冷。此外，在平时使用过程中，要做好定时抽检工作。2）更换制粉系统。排粉机是制粉系统中气粉混合物流动的动力来源，在无中间仓储的制粉系统中，排粉机还起风机的作用，通过它产生的风压将煤粉送到炉膛。而该电厂制粉系统是中速磨煤机和给煤机，无中间仓储的排粉机，这样会影响制粉效率，会产生过粉磨等现象。因此，建议更换双进双出钢球磨直吹式制粉系统，或者是适当地配备中间仓储的排粉机，一方面提高制粉效率，另一方面减少故障的发生。3）检查锅炉运行应力是否超标。定时抽检锅炉运行应力，调节锅炉受热面，减少锅炉因受热不均匀而产生的膨胀应力对锅炉再热器弯管的损坏，减少锅炉再热器弯管爆裂机率。

4结论

鉴于电厂锅炉设备对工业安全建设的重要意义,本文主要对某电厂锅炉屏式再热器弯管爆管原因进行了简单的探讨,针对该电厂的实际情况,主要从材质和制粉系统两方面分析了爆管原因,最后提出了更换材质、加强锅炉本体检修两方面的预防措施。

参考文献：

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