三菱MB-FRR型锅炉2次爆管原因分析与处理

邱玉田

（大唐淮北发电厂第四检修公司 安徽淮北）

一、前言

电力工业建设的快速发展，使各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，多种类型的锅炉结构及运行更加趋于复杂，也将导致各管内的流量与吸热量发生较大变化。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时，就容易造成锅炉爆管。严重影响到锅炉的安全和经济运行。针对电厂锅炉过热器等爆管现象，从锅炉过热器系统的结构特性、爆口金相及炉内燃烧等方面进行分析，提出解决爆管的技术方案，建议在锅炉检修中实施，消除锅炉爆管隐患，提高机组运行安全性。

二、锅炉3级过热器爆管原因分析

1.基本情况介绍

某发电厂B号锅炉为三菱MB-FRR型亚临界、中间再热、强制循环、单炉膛、悬吊式燃煤锅炉，2000年3月投入运行，2013年8月和11月，连续2次发生爆管，锅炉停炉检查，发现3级过热器因超温爆漏。

2.检查与分析

（1）3级过热器爆管爆口位置。根据现场检查结果初步分析判断，原爆口位置在第21屏第17根管，吹爆了第12根管。爆口管子材料为T23，规格Φ48.6×6.4 mm。爆口呈喇叭状，爆口撕裂面较为平整，边缘是钝边、锋利；管壁无明显减薄，管子内壁有明显氧化皮，颜色发黑。

（2）现场吹损管子壁厚度测量。对相临其它管道进行壁厚测量结果如下。测量10根管子，壁厚为5.9～6.1 mm，其中有4根壁厚小于或接近理论最小壁厚。由于不满足最小壁厚的要求，需要换管。直接出现吹损及爆管或吹损严重也需要换管。

（3）管子内窥检查与胀粗测量、割管取样检查。管子水平段有异物堆积和氧化皮脱落痕迹，个别管子垂直段向上有氧化皮脱落痕迹，部分水平段有异物。通过对管子外径进行测量，发现有外径达到了52 mm，胀粗量达2.9%，超过了GB/T 438-2009规定的2.5%限值标准，需要换管。

（4）成分检验。对新换的管子和爆管的管子进行直读光谱成分分析试验，9根管样，两种材料（T23、T91）化学成分、硬度、机械性能均在ASME规定的成分范围内。同时对爆口附近金相、硬度和光谱检查，没有发现明显老化。

（5）各项检查分析。经过对爆口的现场观察，其宏观特征呈喇叭状，爆口撕裂面较为平整，边缘是略为锋利；管壁无明显减薄；管子内壁有明显氧化皮，颜色发黑；为明显的短期过热爆管特征。爆口附近金相、硬度和光谱检查，没有发现明显老化。割管后对管子进行内窥检查，发现有明显的氧化皮脱落的痕迹。锅炉3过热器运行超温幅度较大，并且负荷变化频繁，很可能造成管内氧化皮片状脱落。综上检查和分析认为，此次爆管为氧化皮脱落和异物堵塞造成蒸汽流量减少，短期过热所致。

3.结论（设备更换与处理）

检查锅炉3过热器下弯头的堆积情况，发现细小氧化物堆积量达1/8～1/4d的应予清理，发现大片状氧化物堆积进行清理。检查锅炉3过热器进口节流圈，发现有异物予以清理。割管后，对剩余管段（特别是进口侧）进行内窥检查，一直查到节流圈，对发现有氧化皮脱落痕迹的剩余管段给予更换。根据情况，必要时可用T91替换T23管材。

对运行工况提出要求，尽量不要超温，启、停炉时严格控制壁温的升降速度。增加必要的壁温测点并在运行过程中加强对壁温测点的监视。机组启动后，要定期检查4管泄漏系统的监测数据，一旦发现数据异常，及时安排检修人员到现场检查确认锅炉是否发生爆管。

三、1号锅炉中隔墙下联箱疏水管爆漏分析

1.事故经过

某厂1号锅炉于2013年10月18日20时，发生中隔墙下联箱（即低过进口联箱）疏水管爆漏事故，爆口位于联箱下部直段与弯头对接焊口处下方约168 mm处。18日20时，1号机组加负荷过程中炉膛冒正压至798 Pa，巡检人员在省煤器附近听到异常声音，经现场检查确认为尾部烟道区域存在蒸汽泄漏。次日停炉。后进入炉内进行检查，发现低压再热器通道内中隔墙下联箱左数第五根疏水管爆管，并吹损减薄了附近省煤器管共28根，其中5根管已破裂。疏水管爆口位于下部直段与弯头对接焊口下方约168 mm，初始爆口位于锅炉左前侧，为纵向爆口。从初始爆口处管子横向撕裂，裂口朝向锅炉后侧；爆口距联箱管座约1500 mm。爆管材料为20G，规格Ф76×10 mm。

2.爆管原因分析

（1）现场测量检查分析，本次爆管原因为材料等级偏低和运行中烟温偏高，计划大修中更换为12Cr1MoVG材料管子。对中隔墙下联箱疏水管进行胀粗测量分析：从胀粗测量结果来看，爆漏管胀粗严重超标，超标管段也是上次更换的管段；其它3根疏水管有轻微胀粗。 从爆管管段胀粗情况和爆口形貌来看，本次爆管仍是由超温过热引起的爆管。

（2）从设计方面分析，1号锅炉中隔墙下联箱疏水管位于省煤器进口烟道内，管壁温度与烟气温度接近，按设计材料和参数（压力18 MPa，温度476℃）计算，理论计算壁厚为13.96 mm，而设计疏水管壁厚为10 mm，且设计烟温476℃已超出20G允许长期使用温度。因此设计方面存在材料等级偏低、热强度不够的问题。设计管材规格等级偏低，所以过热爆漏。

（3）对锅炉运行情况分析，长期高负荷运行，该疏水管区域（省煤器进口烟道）DCS烟温测点显示值平均在470℃以上，在升负荷过程中经常出现烟温超过490℃的情况。由于该处烟温测点布置在两侧墙伸向炉内约800 mm，因此测量的温度为靠两侧墙处烟温，爆管所处烟道中部烟温要比两边高20～30℃，已大大超出20G材料钢管的使用极限温度。运行过程中烟温偏高是引起过热爆漏的直接原因。

总之，1号锅炉中隔墙下联箱疏水管爆漏原因，为设计管材规格等级偏低和运行过程中烟温偏高而造成的超温爆管。

3.结论（设备检修处理）

将中隔墙的下联箱疏水管，更换为15CrMoG或12Cr1MoVG材料，更换前进行强度计算；对同类型锅炉相同位置疏水管也存在爆管隐患，在锅炉运行过程中对省煤器进口烟温进行严格控制；利用锅炉的停机机会进行相同的处理，避免此类事故再次发生。