600MW锅炉末级再热器泄漏原因及处理

摘要：在火力发电厂的运行过程中，锅炉受热面的安全运行极为重要，是与锅炉运行经济性并存的重要课题。文章分析了某600MW电站锅炉末级再热器泄漏这一较为多发且典型的事故，对同类型机组末级再热器泄漏的检查预防提供了借鉴。

关键词：锅炉运行；锅炉受热面；末级再热器；泄漏原因；火力发电厂 文献标识码：A

中图分类号：TK227 文章编号：1009-2374（2016）25-0075-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.036

1 概述

某厂锅炉是由哈尔滨锅炉有限责任公司引进三井巴布科克能源公司（Mitsui Babcock Energy Limited）技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。型号为HG-1900/25.4-YM4。锅炉再热器由低温再热器和高温再热器两部分组成。低温再热器布置于尾部双烟道的前部烟道中，高温再热器布置于水平烟道中。

2 事件经过

7月30日17∶00分，#2机组负荷为500.00MW，给水流量：1371.3t/h，B侧再热器入口烟气温度607℃，能量通道棒图18点显示为44异常，就地听音，炉内有异常声音，通知运行继续跟踪。

8月6日23∶00分，#2机组负荷为300.19MW，给水流量：918.5t/h，B侧再热器入口烟气温度522℃，能量通道棒图22点显示为83异常，就地听音，炉内异常声音有扩大，机组停运处理。

8月7日18∶40分，启动B引风机对锅炉强制通风

冷却。

8月8日10∶30分，锅炉点检及维护人员进入末再检查发现，末再出口集箱顶棚处末再管炉左数第22屏的2、3、4、5和23屏2、3、4根破损，第22屏的1、6和23屏1、5、6根吹损，第24排的第3根吹损（以上管均炉前数），第22、23屏间顶棚破损1根吹损1根，原始爆口是第22屏的第4根。

炉左数第22屏炉前数第4根为原始爆口，本次爆管破损的管子有：末再管炉左数第22屏的2、3、4、5和23屏2、3、4根破损，第22、23屏间顶棚管破损1根吹损1根被吹损的管子有：第22屏的1、6和23屏1、5、6根吹损，第24排的第3根吹损（以上管均炉前数），第22、23屏间顶棚管吹损1根。

原始爆口（炉左数第22屏第4根，原始爆口）如图1、图2、图3：

3 泄漏处理及原因分析

停炉后，进入末再检查发现炉左侧数第22屏炉前数第4根管异种钢焊口T91侧热影响区处环向开裂，裂缝长度超过管圆周的一半多，此为原始爆口（图4）。

原始爆口为异种钢焊口的热影响区。材质T91/TP347H，规格φ51×4MWT，破损及吹损管子材质TP347H，规格φ51×4MWT，顶棚管材质SA-213 T12，规格φ63.5×9.0MWT，本次爆管共更换管子15根，TP347管材直管13根，长度1200mm，顶棚管2根，长度1200mm，共计30道焊口，X射线检验全部合格。

导致末再管爆破的主要原因分析如下：

3.1 锅炉厂焊口原因

从上面照片可以很清楚地看到，锅炉厂在异种钢焊接接头T91与TP347H管子端部内壁均存在削薄区域，T91管内壁还明显有车削留下的刀痕，这势必会削弱管子的强度，使得该区域成为管子结构上的薄弱区。而且内壁削薄短的粗糙加工刀痕会造成应力集中，进一步削弱该区域的轴向承载能力。

焊接接头两侧管子端部内部存在壁厚削薄区域，当工质经过由削薄形成的台阶及焊缝根部凸起的台阶时，在特定条件下工质流场有较大改变，造成削薄段近内壁工质流速减缓，冷却能力下降，从而造成局部温度较大幅度提高。

异种钢焊口T91侧热影响区处环向开裂，由于焊接接头两端部削薄结构对工质流场的影响，细微的变化（如削薄台阶和焊缝凸出的大小和形状、削薄段内壁加工刀痕的粗糙程度等）即可能造成较大的影响，是由于焊接接头两侧管子端部内壁削薄结构在特定条件下造成的工质流动变化引起的局部超温，在结构薄弱（壁厚削薄）区域，受较大的管圈热胀应力而发生的蠕变开裂，这是爆管的主要原因。

3.2 材质原因

对爆破管子焊口上下部分进行材质确认为T91与TP347H，吹损管子焊口上下部分材质为T91与TP347H，与设计材质一致，故可排除用错材质导致爆管的原因。

3.3 检查不到位原因

大修期间策划受热面防磨防爆检查由两个不同的检修公司来完成，两个小组分别对#2机组受热面进行了全面细致的检查，并对该部位做了着色及X射线检查均未发现有异常，故可以排除因检查不到位而引起的爆管。

对原始爆口管检查情况发现，生产厂家在焊接接头两端部削薄结构，这必然会降低炉管的强度，使得此区域成为管子结构上的薄弱区，而且内壁削薄短的粗糙加工刀痕会造成应力集中，进一步降低该区域的轴向承载能力，此为爆管的主要原因。加之机组偶尔的超温运行，导致运行中发生爆裂。

4 暴露问题及防范措施

经详细检查发现，#2炉末再出口异种钢焊口两端部存在削薄，严重危害机组安全运行。针对此类不安全隐患立即组织了排查和整改：（1）对#2炉末再出口管异种钢焊口由炉内改到炉外大包内尽快制定改造方案并完成相关的材料等备件及时采购；（2）提高焊接质量和质量检验水平，防止因焊接问题造成爆管。在大小修期间对老化的磨损较大的受热面进行了大面积的更换。锅炉的换管工作承包给有资质的火电安装公司进行焊接，并聘请第三方有资质的检验检测机构对焊口进行探伤检查，出具详细的审查合格报告；（3）锅炉停运后，对具有同样材质的焊口进行逐一排查检验，同时对磨损较为严重的受热面进行测厚抽查，主观上降低了由于设备老化磨损泄漏的几率；（4）对高温高压部位的管材使用前做金属检验。锅炉运行做到逢停必查，有针对性地对T91与TP347H焊口建立检验检测台账，主观上掌握焊口的劣化趋势。对存在缺陷的管子及时进行处理，同时加强与有资质的检验检测机构的合作，及时处理运行中出现的问题，确保设备的健康运行。

在相邻的#1机组停炉时对相关受热面进行了仔细排查后，发现也存在末再出口异种钢焊口两端部存在削薄的现象，由于整改及时，避免了同类型问题的再次发生，收到了良好的效果。

5 结语

在火力发电厂运行过程中，锅炉受热面的安全运行对整个机组的安全与稳定起着重要的作用。由于锅炉四管泄漏事故必须故障停炉，整台机组的安全经济性受到极大威胁，所以锅炉炉管的防磨防爆检查工作尤为重要。掌握典型的爆管案例，建立健全相关受热面的维护检查台账，了解相关受热面的劣化趋势，对预防受热面泄漏有重大意义，因此必须坚决做好锅炉爆管事故的分析工作，弄清楚造成受热面泄漏的具体原因，同时制定对应的预防措施，防止同类型的泄漏事故反复发生。

参考文献

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[2] 郑坊平，马红，王弘喆，等.T91/TP347H高温再热

器管焊缝开裂原因分析[J].热力发电，2011，（11）.

[3] 王雅东.锅炉“四管”泄漏原因浅析与防治[J].锅炉

制造，2007，（7）.

作者简介：陈菲菲（1988-），女，海南海口人，广东省特种设备检测研究院汕头检测院助理工程师，研究方向：热能与动力工程。

（责任编辑：王 波）