鍋爐前包墻管泄漏原因分析及防范措施

寧夏大唐國際水庫發(fā)電有限公司的一臺(tái)鍋爐是dg-2070。17.5-c。2009年3月31日和4月28日開始運(yùn)營。2009年12月1日和2009年12月26日，前包墻管發(fā)生了泄漏。本文就鍋爐前包墻管泄漏問題，進(jìn)行原因分析，并提出防范措施。1鍋爐前的包墻管泄漏1.15機(jī)組整體停工2009年12月26日20時(shí)30分，5號(hào)鍋爐爐管泄漏報(bào)警裝置28點(diǎn)監(jiān)測聲音為57分貝左右，鍋爐其它運(yùn)行參數(shù)正常，2009年12月31日22:38，機(jī)組停運(yùn)。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)右側(cè)包墻過熱器與前包墻結(jié)合處（R13長吹灰器向爐前墻下部）側(cè)包墻管鰭片吹出約110mm×100mm的孔洞并向爐墻外部漏汽。2010年01月02日上午，自泄漏報(bào)警裝置28監(jiān)測點(diǎn)處鍋爐人孔門進(jìn)入爐內(nèi)發(fā)現(xiàn)，右側(cè)包墻變徑管與前包墻第1個(gè)S彎鰭片結(jié)合處拉裂，右側(cè)包墻變徑管自爐前向爐后側(cè)臨近3根側(cè)包墻管吹損嚴(yán)重。1.26鍋爐其它運(yùn)行情況2009年12月1日21時(shí)36分，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)6號(hào)鍋爐爐管泄漏報(bào)警裝置21、26點(diǎn)報(bào)警，監(jiān)測聲音為70分貝以上。鍋爐其它運(yùn)行參數(shù)都比較正常，21時(shí)運(yùn)行人員就地檢查，在48m右側(cè)折焰角上方，爐膛水冷壁，右側(cè)包墻與前包墻交匯處，發(fā)現(xiàn)有蒸汽泄出。12月2日0時(shí)45分鍋爐滅火，停爐搶修。2在鍋爐前，清潔管道泄漏點(diǎn)2.15初始爆口發(fā)現(xiàn)2010年1月2日，對(duì)5號(hào)爐泄漏點(diǎn)位置進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)：右側(cè)包墻過熱器變徑管（準(zhǔn)63.5～準(zhǔn)44.5）與前包墻第1個(gè)S彎鰭片結(jié)合處因熱膨脹不均拉裂，切割檢查發(fā)現(xiàn)此處為初始爆口，其形貌呈明顯熱膨脹不均拉裂特征。蒸汽刺傷前包墻第1個(gè)S彎直管（準(zhǔn)44.5×7材質(zhì)SA-210C），此處爆口又將右側(cè)包墻過熱器變徑管自爐前向爐后側(cè)臨近3根側(cè)包墻管嚴(yán)重吹損?，F(xiàn)場具體泄漏情況見圖1。2.26縫處撕裂造成的損傷2010年12月3日10:46分進(jìn)入6號(hào)爐受熱面檢查。發(fā)現(xiàn)前包墻左、右側(cè)第1根管與鰭片（密封扁鋼）焊縫處撕裂，鰭片兩側(cè)管子母材對(duì)稱開裂，裂紋始于90°夾角處，斜向下約45°角向管子中心方向擴(kuò)展（兩側(cè)大致相同），裂紋長度約12mm，泄漏后蒸汽吹向?qū)?cè)的第2根管子（左、右側(cè)結(jié)構(gòu)相同，情況相似），使第2根管子逐漸減薄，造成左、右側(cè)第2根管子不同程度損壞，其中右側(cè)第2根管已減薄泄漏?，F(xiàn)場具體泄漏情況見圖2。3在鍋爐前，管道泄漏的原因分析3.1知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自適應(yīng)鍋爐包墻管材質(zhì)均為SA210C，前包墻管規(guī)格為準(zhǔn)44.5×5.5，左右側(cè)包墻管規(guī)格為準(zhǔn)63.5×8，前包墻管（除左右側(cè)第1根）在水平煙道上部，2根或3根并列拉稀形成煙氣通道，水平煙道下部管段共181根由鰭片焊接成一整片；而左右側(cè)第1根管子在水平煙道上部管段向兩側(cè)包墻彎曲，并變徑至與側(cè)包墻和側(cè)水冷壁管徑相同，以保持結(jié)構(gòu)平齊，且與側(cè)包墻管由鰭片焊接成一整片，下部管段與其它管子焊接成一整體，中間彎管變徑部分約600mm沒有鰭片連接，為自由段。這樣，左右側(cè)第1根管子上部管段與側(cè)包墻成一體，沿爐前后方向膨脹或收縮，而其下部管段與其它前包墻管子為一體，沿爐左右方向膨脹或收縮。由于垂直布置的包墻管和與之相焊的鰭片形成90°角，此處應(yīng)力集中，加上此彎管段受膨脹或收縮形成的外力，此處受力大增，最終撕裂管子。母材首先泄漏（由于彎管上部直徑變大，壁厚增加，抗外力作用強(qiáng)于彎管上部，因此管子上部與側(cè)包墻鰭片焊接處未撕裂），并使第2根管受損。3.2墻與水冷壁管路膨脹受損檢查發(fā)現(xiàn)初始爆口形貌呈明顯的因熱膨脹不均導(dǎo)致管子與鰭片拉裂特征，判斷為機(jī)組在啟動(dòng)過程中側(cè)包墻與水冷壁管子因受熱不均勻（側(cè)包墻與水平煙道右側(cè)水冷壁用鰭片焊接，且管子內(nèi)部介質(zhì)不同），膨脹受阻，應(yīng)力過大，最終發(fā)展為右側(cè)包墻過熱器變徑管下部拉裂，引起爆管泄漏。同時(shí)吹損其他臨近管子。從檢查出的左側(cè)包墻與前包墻管子鰭片上裂紋，就可明顯看出膨脹受阻情況?，F(xiàn)場膨脹受阻見圖3。3.3側(cè)包墻與水冷壁管線拉裂爆管鍋爐在啟動(dòng)階段由于沒有嚴(yán)格按照機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)曲線的要求，致使鍋爐管壁金屬溫度變化速率過快，造成啟動(dòng)過程中側(cè)包墻與水冷壁管子因受熱不均勻，膨脹受阻，發(fā)生拉裂爆管。從2009年12月24日5號(hào)鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)實(shí)際參數(shù)與額定參數(shù)比較來看，主蒸汽溫度在3個(gè)階段都未出現(xiàn)超速率現(xiàn)象，但是再熱蒸汽控制在第一、第二階段都出現(xiàn)超速率現(xiàn)象。4對(duì)高溫?zé)崽幚硌b置停爐檢查工藝(1）在鍋爐冷態(tài)起動(dòng)過程中，嚴(yán)格按照鍋爐制造廠運(yùn)行說明書中的啟動(dòng)曲線特性操作。啟動(dòng)過程根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間可分為3階段（0min～150min、150min～300min、300min～420min），且每階段都應(yīng)按對(duì)應(yīng)的額定溫度升速率啟動(dòng)。(2）充分利用停爐檢修機(jī)會(huì)，全面排查高溫受熱面管排的彎頭部位是否有吹損、漲粗、管屏其他彎曲變形的管子及管排定位卡脫落、拉裂，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。(3）一旦發(fā)現(xiàn)“四管”泄漏，就應(yīng)盡早著手停爐檢查處理，防止事故擴(kuò)大，否則，不但會(huì)造成泄漏面積擴(kuò)大，更嚴(yán)重的是破壞水循環(huán)，從而引發(fā)其它相關(guān)部位的過熱，造成頻發(fā)爆管事故和惡性循環(huán)。(4）熱控人員盡快將現(xiàn)場受熱面泄漏報(bào)警測點(diǎn)位置和集控室泄漏報(bào)警顯示校對(duì)一致，便于對(duì)泄漏報(bào)警位置準(zhǔn)確判斷。5防磨