1025t/h 锅炉后屏再热器泄漏原因分析及防范措施

1025t/h 锅炉后屏再热器泄漏原因分析及防范措施

陈华刚

安徽池州九华发电有限公司，安徽 池州 247103

摘 要：再热器是锅炉的重要受热面，一旦发生再热器泄漏而导致停炉，就直接影响发电、供热任务，因此掌握再热器泄漏原因及防范措施是十分必要的。本文针对某电厂后屏再热器泄漏事件进行原因分析，并提出防范措施，值得同类型机组的电厂借鉴。

关键词：锅炉；再热器；泄漏分析；防范措施

1 设备概况

某电厂#1机组配套哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/17.5-YM30型亚临界一次中间再热控制循环汽包锅炉，采用平衡通风、四角切圆布置的直流式燃烧器，固态排渣。该锅炉再热器主要由墙式辐射再热器、后屏再热器、末级再热器三个部分组成。后屏再热器布置在过热器后屏和后水冷壁悬吊管之间，折焰角的上部，共30屏，以457.2mm的横向节距沿炉宽方向布置，每屏由14根U型管组成，最内圈底部出列设计为底部夹管，材质为12Cr1MoVG，管子规格为ϕ63×4mm，底部夹管上部规格为ϕ63×4mm，下部规格为ϕ63×7mm，变径处为原始加工退刀槽。该机组于2005年投产运行，至2017年后屏再热器泄漏止，共运行7.8万小时。

2 泄漏情况

停炉检查发现，后屏再热器从A侧数第15屏共有2根管发生泄漏，共有7个漏点；一根泄漏管为第15屏第14根夹管A侧有4个漏点，另一根泄漏管为第15屏外侧数第7根U型圈底部管有3个漏点；此外，第15屏第6、8根U型管底部吹损减薄未泄漏。

图1 后屏再热器泄漏位置

图2 第15屏第14根夹管漏点 图3 第15屏外侧数第7根U型圈漏点

3 泄漏原因分析

3.1 宏观特征分析

第15屏第14根夹管上可见3个漏点，漏点处有黄锈，一个在焊缝上方，二个在焊缝下方25mm处，外表面呈吹损特征。沿泄漏孔处轴向截开，可见退刀槽处有贯穿裂纹。

图4 夹管退刀槽处贯穿裂纹

第15屏外侧数第7根U型圈底部管有3个漏点，漏点处有黄锈，外表面呈吹损特征。

检查泄漏管子吹灰器吹扫面无明显吹损痕迹，附近其他管屏也无吹损痕迹，可排除吹灰器吹损减薄导致爆管可能。

检查泄漏点无典型超温爆口特征，泄漏管子无明显胀粗，管内无异物，可排除超温导致爆管可能。

3.2 管样化学成分分析

使用德国SPECTRO MAXx 光谱仪对两根泄漏管进行光谱分析，检测结果见表1。

表1 光谱分析结果

分析结果表明，再热器管材质材料主要成分均符合GB/T 5310 -2008《高压锅炉用无缝钢管》中的12CrlMoVG对应化学成分的要求，与设计材质相符。

3.3 机械性能检测

将泄漏管端按照图5加工机械性能试样，在CSS-55000 电子万能试验机上进行拉伸试验。

图5 拉伸试样形状和尺寸

第14根夹管沿管壁厚度方向剖成4mm厚，第7根U型圈底部管保留原始内外壁。经拉伸试验，测得拉伸性能数据见表2、表3。

表2 第14根夹管拉伸试验结果

注：试样1、2号取自侧面，3号在后侧，4号在前侧。

由表2可知，第14根夹管抗拉强度Rm、屈服强度Re、断后延长率A全部符合GB/T 5310-2008对12Cr1MoVG的性能要求。

表3 第7根U型圈底部管拉伸试验结果

由表3可知，第7根U型圈底部管4号抗拉强度Rm低于标准要求下限，可能与试样长期运行、强度下降有关；其余指标全部符合 GB/T 5310-2008对12Cr1MoVG的性能要求。

3.4 金相组织分析

在第14根夹管焊缝裂纹两侧取样进行金相检验。内壁氧化皮绝大部分脱落；退刀槽处裂纹见图6，图6右上角为内壁，内壁侧裂纹较宽，靠内壁裂纹内有氧化物，可知裂纹从内壁起裂；晶粒度G≥6级（图7a）；漏点近处金相组织为铁素体+珠光体，组织球化2级（图7b）。焊接接头金相组织中没有非正常组织和焊接缺陷。

图6 退刀槽裂纹从内壁起裂 50X

图7 第14根夹管焊缝裂纹附近金相组织

在第7根U型圈底部管漏点中心取样进行金相检验。晶粒度G≥5级，漏点近处金相组织为铁素体+珠光体，组织球化2级（图8）。

图8 第7根U型圈底部管泄漏点附近金相组织

通过宏观检查、化学成分分析、机械性能检测、金相组织分析等综合分析，判断#1锅炉后屏再热器第15屏第14根夹管退刀槽处裂纹为原始漏点，它漏后哧破临近的第7根U型圈底部管，该管被哧破后又反嗤回来，所以两根泄漏管均呈吹损特征。

第14根夹管退刀槽处产生贯穿性裂纹的深层原因是该部件结构设计不合理，采用退刀槽结构导致该截面产生应力集中，原始加工时在该截面产生轻微裂纹，长期运行过程中裂纹扩展，最终导致裂纹贯穿泄漏。

4 处理及防范措施

4.1 更换泄漏及吹损超标管段

更换后屏再热器第15屏泄漏及吹损超标的4根管段，分别为第15屏第6、7、8根U型圈底部管和第14根夹管，焊口射线检测合格。

4.2 区域全面进行检查

对后屏再热器其他29屏夹管退刀槽位置有无裂纹进行射线检测，检查结果正常。对后屏再热器区域管道外部宏观检查，无异常。

4.3 优化夹管退刀槽结构

针对后屏再热器夹管退刀槽结构存在的裂纹隐患，经研究分析，认为可以对该结构进行优化，采取的方式是直接采购ϕ63×7mm规格的夹管，现场用坡口机加工过渡坡口，消除截面突变引起的应力集中。利用机组检修机会，分批次对所有后屏再热器夹管进行更换。

5 结束语

再热器泄漏会直接导致停炉，给电厂的经济运行造成重大损失，通过分析后屏再热器夹管泄漏的原因，吸取事故教训，制定了相关的防范措施，值得同类型机组的电厂借鉴。

作者简介：

陈华刚（1989-），男，安徽池州人，工程师，从事火电厂设备检修方面的工作（E-mail：1002710463@qq.com）