某电厂600MW机组屏式过热器泄漏原因探究论文_卢华平

摘要：本文针对某电厂600MW机组屏式过热器泄漏原因进行分析，论述了火电厂受热面母材硬度过高产生的应力集中爆管现象，供同行类似问题作为参考。

关键词：屏式过热器；母材；硬度

一、系统介绍

某电厂两台600MW机组锅炉均为东方锅炉厂制造的DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的Π型汽包炉。

屏式过热器位于炉膛的上方，沿炉膛宽度方向布置有12片，沿炉膛深度方向每片管屏由4小屏组成。每小屏由16根Φ44.5×7 管子组成，绕制成U形，从进口段到出口段分别采用12Cr1MoVG、SA-213T23、SA-213T91 材料，在屏底的外3 圈管和包扎管采用了不锈钢SA-213TP304H。

二、事件经过

2019年11月18日07:38，62号600MW机组按调令并网成功。上网负荷455MW，过热器出口压力14.31MPa,主蒸汽温度514℃，再热蒸汽温度536℃，炉膛压力-23Pa；17:01引风机电流增加40A左右，炉膛内有异常声响，声音在7层半4号角看火孔处最大，初步判断62号机组锅炉屏式过热器泄漏。19日14:25，62号机组与系统解列停机。

11月25日，锅炉冷却后进入炉膛检查，发现屏式过热器大屏A往B数、小屏炉后往炉前数A10-4屏最外圈直管段爆管断裂泄漏，如图1所示，泄漏点位为材质分界焊缝向上0.5m处，距U型弯底部约2m左右。

图1 屏式过热器泄漏位置

如图2所示，A10-4屏最外圈直管段爆管泄漏后，在泄漏蒸汽推力作用下，穿越A9-4、A8-4、A7-4管屏，缠绕A6-4管屏7根管和A6-3管屏的3根管，共计10根管2圈

图2 屏式过热器A10-4屏爆管缠绕形貌及A10-4-1

管爆管处断口形貌

三、原因分析

1、宏观检查

从爆口形貌来看，爆口呈脆性爆裂特征，管径无明显胀粗，排除异物堵塞、短时过热胀粗导致的爆管；附近无吹灰器，爆管处无吹损痕迹，排除吹灰器吹损导致的爆管；对A10-4屏第1至8根管进行壁厚测量，壁厚测量结果表明，管壁未见明显减薄，满足锅炉正常运行要求。

图4 A10-4-1屏至A10-4-8屏管壁厚度

2、金相检测

对A10-4-1泄漏管段及横截面分别进行金相组织检测。检测结果显示泄漏管段及横截面金相组织均为回火马氏体，未发现碳化物大量析出，不存在晶间腐蚀现象，老化等级2级（老化等级共5级，1-3级正常，4级加强关注，5级重点关注），符合DL/T 884-2004 《火电厂金相检验与评定技术导则标准要求》

3、拉伸试验

对A10-4-1泄漏管段进行拉伸试验，其塑性延展性强度符合ASTM-A213/A213M-18b标准要求。

4、化学成分分析

通过光谱检测，A10-4屏断裂管材质为T91与设计相符，排除用错材料导致的爆管。

5、硬度检测

爆口位置维氏硬度408-421HV，不符合ASTM-A213 /A213M-18b标准要求（196-256HV）。材质硬度过高、脆性增加，由此产生应力集中。

6、结论

经以上分析排除了用错材质、吹灰器吹损、异物堵塞、施工质量、管材劣化等导致的爆管。从对爆管样分析来看，本次爆管系母材硬度过高产生的应力集中爆管。

四、预防措施

1、结合机组检修扩大受热面检查范围，重新制定割管取样计划，除化学取样割管外，结合机组检修每次分区域合计随机抽取不少于10根受热面管束外送检验，进行力学性能分析。

2、修复屏过区域变形严重、挣脱定位块的管排，并在修复后加装定位夹板

致谢

感谢电厂生产部锅炉专工、金属专工提供技术指导。

参考文献：

[1]DL 612—1996,[电力工业锅炉压力容器监察规程].

[2]DL/T 438—2009，[火力发电厂金属技术监督规程].

论文作者:卢华平

论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期

论文发表时间:2020/3/16

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