摘要：针对锅炉水冷壁漏点爆管问题，将采用宏观检查与漏点判断的方式，分析水冷壁漏点问题发生的原因，采集水冷壁管样，并使用金相检测，利用电镜扫描试样，发现水冷壁发生泄漏与焊接工作有直接关系，因为焊接工作导致壁管强度与韧性性能无法达到施工标准，鳍片与水冷壁管相接的部位出现过热组织，直接影响到水冷壁管整体性能，使用一段时间后，变容易出现泄漏的情况，为了解决过热组织对水冷管造成的不良影响，会袭击的分析爆管问题，并提出一些防范措施，防止水冷壁出现漏点爆管的情况。
关键词：锅炉；超临界；水冷壁；漏点；爆管
水冷壁性能直接影响锅炉机组运行情况，水冷壁是锅炉机组重要组成成分，因为锅炉工作环境异常恶劣，外界环境会干扰到设备元件，而水冷壁管在锅炉运行过程中，是众多元件中受到影响程度最大的元件，水冷壁容易发生缺陷，导致锅炉不能正常运行。为了解决锅炉运行受阻的问题，需要重视维护、检修工作，还应该加大元件检查力度，考虑水冷壁容易因为腐蚀、过热、应力过大、磨损严重、疲劳损坏等情况，导致锅炉运行的稳定性受到影响，为此需要加大这些方面的检查力度。
一、爆管概述
水冷壁在焊接过程中，容易形成过热组织，致使焊接接头整体力学性能大幅度降低，对锅炉稳定运行造成了极大的威胁，过热组织影响壁管的结构，运行期间，管壁薄弱处容易发生泄漏，为了保证锅炉运行的稳定，需要重视水冷管壁爆管问题，加大维修力度，研究水冷壁爆管问题出现的原因，并提出解决措施。
分析某企业锅炉组运行情况，需要了解超临界锅炉的参数，以及设备组成，锅炉过热器蒸汽压力为27.4MPa、最大连续蒸发量1115t/h、再热器出口蒸汽温度为537℃。分析锅炉运行期间，当锅炉运行失稳后，及时停机检查锅炉内部元件，发现燃烧器水冷套出口弯头部位附近的众多水冷管出现泄漏情况（图1为水冷壁管泄漏点），根据锅炉运行原理与各元件在运行期间发挥的作用，结合水冷壁泄漏情况，分析水冷壁失效的原因。
二、研究方法
（一）准备工作
分析水冷管泄漏问题时，应该掌握足量的数据研究爆管问题，研究企业锅炉水冷管泄漏期间，分析企业锅炉运行时间，掌握锅炉从引进到停炉运行将近28000小时的情况后，调阅锅炉的检修记录，了解锅炉在使用过程中，更换材料的次数，其中水冷壁管因为壁高温腐蚀壁厚变薄更换了两次，其余的管道材料并没有更换，另外鳍片材料型号为SA387Gr12Cl1，焊接采用火焰预热，并且温度需要在150摄氏度以上。
（二）具体方法
本次研究采用宏观检查、首漏点判断、金相检测的方式，分析水冷壁爆管问题发生的原因，从而提出解决对策，提升锅炉运行的稳定性。
宏观检查水冷管的泄漏壁管的外观，漏点尺寸、漏点所在的位置都是检查中的关键点，需要考虑补焊区域内是否存在漏点，以及漏点的外观形态，分析研究调取的水冷壁样管的表现状态，并检查是否存在腐蚀的迹象，将检查得到的信息详细的记录下来，为后续研究工作奠定基础。除此之外，金相检测、扫描电镜、及能谱分析也是分析水冷壁管泄漏问题的有效方式，应用扫描电镜检测首泄漏点部分，分析漏点能谱，掌握表面覆盖层所含的元素，使用金相检测研究水冷壁管组织内的组织。
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三、爆管成因
从水冷壁管泄漏点分析中，根据泄漏形状确定首漏点位置，发现焊接的缺陷，水冷壁管所属材料大部分为15CrMoG的金相组织，经过高温处理之后，便容易在冷却之后出现过热组织，但是火力发电厂的焊接工艺书中明确的规定，使用的工作材料中，耐热组织不应出现在钢焊接接头中，耐热组织不仅会影响材料的力学性能，还会对元件的冲击韧性造成极大的冲击，按照技术规程执行相关工作，确保焊接接头的整体力学性能符合火力发电厂技术工艺要求。
水冷壁管会因为材料质量的问题，导致锅炉运行期间，因为过热组织的存在出现管壁泄漏、爆管等情况，同时锅炉运行稳定性受到影响将会直接影响到企业的经济效益。为此，需要研究爆管、泄漏等情况出现的原因，发现导致爆管出现的原因与材料质量有关，因为超温过热等因素，导致水冷管整体力学性能达不到工作标准。在应力作用下，锅炉无法稳定运行，同时锅炉安装存在对口对接问题。管壁内部应力分布不均，导致管壁局部变形严重，应力分布不均，还会对强制对口产生安装应力，影响管平的机械应力。受到负荷的影响，难以在正常工况下运行，同时还会因为温度的变化产生热应力，导致锅炉产生热应力，容易造成水冷壁壁管损毁，出现裂纹的情况，其次发射流体流动性较为复杂，容易出现过大的温度差，对锅炉运行造成极大的安全隐患。
除此之外，从研究中发现，漏点附近都有表面覆盖层，为了解覆盖层出现的原因，加大研究力度，发现涂覆层技术基体中存在侵蚀问题，涂抹覆盖层包含、Fe、Cr、O、S等元素，这些元素的存在在很大程度上加大了水冷壁管，在高温状态下的腐蚀程度，为了解决这项问题，采用表面喷涂方式，防止Fe、Cr、O、S等元素大量聚集，腐蚀水冷壁管。但是从表面防护后，发现水冷壁虽然表面没有腐蚀问题，但是无法阻挡S元素聚集，会严重水冷壁内部结构。
四、研究结果
锅炉运行环境非常复杂，水冷壁是其中重要的组成部分，同时受到外界环境干扰也最为严重，本次宏观检查、漏点判断，金相检测的方式，分析水冷壁爆管问题发生的原因，根据研究结果，提出以下防护措施，提升锅炉运行的稳定性。
首先，更换水冷壁鳍片后，需要及时的检查元件的质量，加大检查力度，及时发现水冷管泄漏情况，便能在第一时间更换，防止水冷壁鳍片焊缝故障，导致锅炉无法正常运行；其次，过热组织出现在耐热钢焊接接头，焊接接头整体力学性变回大幅度下降，所以不仅需要加大检查力度，还需要严格执行焊接施工要求，保证焊接元件不存在过热组织；最后，本文针对锅炉水冷壁漏点、爆管问题，提出加大水冷壁鳍片焊缝检查力度、管控施工过程，提升焊接工作质量、调整燃烧、调整风量大小、更换煤种等方式，提升水冷壁管的力学性能，防止过热组织出现，从而大大减缓了腐蚀对水冷壁管的破坏，提升锅炉使用时限，优化工作表现。水冷壁维修、保养工作对锅炉稳定运行起到非常大的作用，必须要高度重视维修、保养工作，这样才能有效防止水冷管漏点情况的出现。
结语
针对超临界锅炉水冷壁频繁出现漏点与爆管的问题，已经严重影响到锅炉的稳定运行，造成严重的经济损失，本文使用宏观检查与漏点判断的方式，利用电镜扫描水冷管壁试样，发现水冷管壁因为焊接的关系，导致元件存在过热组织，从而难以达到施工要求，过热组织出现在耐热钢焊接接头，焊接接头整体力学性变回大幅度下降，本文针对锅炉水冷壁漏点、爆管问题，提出加大水冷壁鳍片焊缝检查力度、管控施工过程，提升焊接工作质量、调整风量大小等方式，提升水冷壁管的力学性能，防止过热组织出现，保证锅炉稳定运行。
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论文作者:姜斌
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：水冷论文; 锅炉论文; 漏点论文; 组织论文; 金相论文; 管壁论文; 情况论文; 《电力设备》2020年第1期论文;