./......XX華電鎮(zhèn)雄發(fā)電XX超臨界"W"火焰鍋爐設備缺陷分析報告二.目錄一、鍋爐四管泄漏統(tǒng)計1〔一〕歷次爆管統(tǒng)計1〔二〕按年份統(tǒng)計2〔三〕按分部件統(tǒng)計21、次數(shù)統(tǒng)計22、百分比統(tǒng)計3〔四〕性質分類統(tǒng)計31、次數(shù)統(tǒng)計32、百分比統(tǒng)計4二、鍋爐四管泄漏統(tǒng)計分析4三、鎮(zhèn)雄公司已采取的措施4四、鍋爐存在的主要問題5<一>鍋爐膨脹問題5<二>高溫再熱器、屏式過熱器、末級過熱器缺陷16<三>#2機組鍋爐高溫再熱器存在的隱患未消除28.XX華電鎮(zhèn)雄發(fā)電XX超臨界"W火焰"鍋爐設備缺陷分析報告XX華電鎮(zhèn)雄發(fā)電XX〔以下簡稱"鎮(zhèn)雄公司"〕2×600MW機組采用的是超臨界"W"火焰鍋爐,#1、2機組分別于20xx1月、3月投產(chǎn)。機組投產(chǎn)后,鍋爐四管多次發(fā)生泄漏。經(jīng)統(tǒng)計20xx1月～20xx7月#1、2鍋爐共發(fā)生四管泄漏11次,其中20xx發(fā)生7次〔#1鍋爐5次,#2鍋爐2次〕；20xx發(fā)生4次,全部為#2鍋爐。公司的安全生產(chǎn)陷入了與其被動的局面,安全生產(chǎn)形勢異常嚴峻,并蒙受了巨大的經(jīng)濟損失?，F(xiàn)將機組投產(chǎn)后鍋爐設備缺陷分類統(tǒng)計、采取措施、存在問題匯報如下：一、鍋爐四管泄漏統(tǒng)計〔一〕歷次爆管統(tǒng)計序號機組日期泄漏區(qū)域性質1120xx2月20日前墻上部水冷壁鰭片撕裂水冷壁管泄漏設計缺陷2120xx2月28日左前翼墻、左后翼墻水冷壁三通管泄漏設計缺陷3120xx4月6日前包墻過熱器從爐左往爐右數(shù)第1根管子泄漏設計缺陷4120xx6月6日前包墻過熱器從爐左往爐右數(shù)第1根管子泄漏設計缺陷5120xx8月11日前包墻過熱器左數(shù)第二根發(fā)生泄漏設計缺陷6220xx3月1日省煤器入口集箱接管座泄漏制造缺陷7220xx5月18日屏式過熱器出口小集箱連接管爆管制造缺陷8220xx1月23日水冷壁管泄漏吹損高溫過熱器管爆管檢修缺陷9220xx3月22日高溫再熱器泄漏制造缺陷10220xx4月12日高溫再熱器泄漏制造缺陷11220xx7月6日前水冷壁泄漏制造缺陷〔二〕按年份統(tǒng)計〔三〕按分部件統(tǒng)計1、次數(shù)統(tǒng)計2、百分比統(tǒng)計〔四〕性質分類統(tǒng)計1、次數(shù)統(tǒng)計2、百分比統(tǒng)計二、鍋爐四管泄漏統(tǒng)計分析根據(jù)統(tǒng)計分析得出以下結論：1、鎮(zhèn)雄公司2×600MW機組鍋爐四管泄漏主要發(fā)生在水冷壁和過熱器受熱面部分,占泄漏總次數(shù)的73%；2、設備制造與設計缺陷原因占四管泄漏總數(shù)比例為45.5%、45.5%,占歷次泄漏總數(shù)的91%,是四管泄漏的主要原因。檢查、消除設備制造缺陷與設計缺陷是鎮(zhèn)雄公司降低鍋爐四管泄漏,確保機組安全穩(wěn)定運行的主攻方向。三、鎮(zhèn)雄公司已采取的措施鎮(zhèn)雄公司高度重視鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行管理工作。在集團公司和XX公司的幫助指導下,在全廠X圍內開展了"治理隱患、防X事故"為主題的專項行動,制訂了鍋爐剛性梁優(yōu)化、鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化、煤粉管道吊掛梁安裝位置優(yōu)化、提高前墻中部水冷壁管工質流量、前墻水冷壁區(qū)域開止裂縫、包墻過熱器管改造、水冷壁翼墻改造、屏式過熱器改造等8個方面的設備治理工作。通過前一階段持續(xù)開展的鍋爐設備治理工作,目前優(yōu)化效果逐步顯現(xiàn)：一是消除了包墻過熱器、水冷壁翼墻因設計缺陷導致的鍋爐泄漏；二是水冷壁管壁溫度控制繼續(xù)保持穩(wěn)定,水冷壁管間壁溫最大差值控制在70℃以內；三是水冷壁鰭片撕裂的問題基本得到控制；四是水冷壁的振動基本得到解決,水冷壁振動幅值明顯減小,振幅值由優(yōu)化前20～30mm減弱至6～8mm四、鍋爐存在的主要問題鍋爐設備經(jīng)過20xx的大力整治,鍋爐的安全性、穩(wěn)定性得到了很大的提高,現(xiàn)鍋爐本體設備狀態(tài)基本穩(wěn)定,但依然存在諸多問題,嚴重影響著機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。<一>鍋爐膨脹問題1、鍋爐整體膨脹不均衡鍋爐本體膨脹不均,爐膛整體向前膨脹20mm,且A側〔右墻〕比B側〔左墻〕膨脹量大。2、前墻上部水冷壁鰭片撕裂雖然采取了在前墻水冷壁區(qū)域開止裂縫與燃燒器風箱加裝膨脹節(jié)的技術措施,但沒有從根本上消除鍋爐在運行過程中產(chǎn)生的應力問題,水冷壁鰭片撕裂不能得到有效遏制,管壁撕裂導致泄漏時有發(fā)生；經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)在鍋爐水冷壁上部標高34m～64m,鍋爐縱向中心線兩側2m～3mX圍內管排存在局部變形。以最近一次發(fā)生水冷壁撕裂導致機組非計劃停運為例,進行分析如下。〔1〕"7.6"水冷壁泄漏事件的基本情況20xx7月6日#2爐前墻上部水冷壁泄漏。檢查為前墻上部水冷壁中心點右側第24、25、26、27、28、29根水冷壁鰭片拉傷管子,其中第26、29根水冷壁管子泄漏。管子規(guī)格：Φ38×9泄漏部位與割管情況：對前墻上部水冷壁進行擴大檢查,發(fā)現(xiàn)前墻上部水冷壁中心點右側1米位置、左側4米位置鰭片撕裂且裂縫延伸至大包內部。其具體位置如下所示：①主要泄漏點位于中心點右側1.42米區(qū)域。②前墻上部水冷壁中心點右側1.46米位置鰭片撕裂,裂縫延伸至大包內部。③前墻上部水冷壁中心點左側4米位置裂縫延伸至大包內部。原因分析：由于設計缺陷導致鍋爐運行中水冷壁膨脹受阻,水冷壁管屏應力集中部位發(fā)生了鰭片撕裂,裂縫延伸至大包內部的水冷壁根部,由于應力無法消除導致水冷壁管撕裂造成泄漏。上述事例說明,鍋爐運行期間的前墻上部水冷壁膨脹受阻問題未完全解決?！?〕在#1機組大修期間鍋爐水冷壁檢查情況針對#2鍋爐"7.6"水冷壁泄漏事件暴露出來的問題,公司組織對大修中的#1機組鍋爐進行了初步檢查,檢查發(fā)現(xiàn)水冷壁鰭片共有4處裂縫,位置如下：①爐膛前墻鍋爐對稱中心線左側約5520mm處,從標高EL64200至EL55550,長度8650mm。②爐膛前墻鍋爐對稱中心線右側約1891mm處,從標高EL61025至EL54250,長度6775mm。③爐膛前墻上鍋爐對稱中心線右側約3169mm處,從標高EL64000至EL58050,長度5950mm。④爐膛前墻上鍋爐對稱中心線右側約3669mm處,頂棚以下500mm。除此之外,鍋爐水平煙道側包墻和后豎井煙道側包墻結合部位垂直剛性梁區(qū)域鰭片由上往下均發(fā)生過撕裂,已經(jīng)反復多次進行修復?！?〕#1爐剛性梁結構的檢查情況檢查了水冷壁與剛性梁之間的連接件：固定夾和銷軸,以與水平剛性梁的固定點結構、立板和剛性梁固定夾,沒有發(fā)現(xiàn)有異常情況與結構件損壞的現(xiàn)象。3、省煤器出口煙道膨脹節(jié)撕裂注：以上圖片分別為省煤器出口下部煙道鋼板變形,膨脹節(jié)擋灰板變形等情況,原因分析：省煤器出口因膨脹受阻且膨脹量過大,使得膨脹節(jié)外骨架、擋灰板與煙道鋼板承受了過大的壓縮量而導致變形與膨脹節(jié)蒙皮撕裂。<二>高溫再熱器、屏式過熱器、末級過熱器缺陷鎮(zhèn)雄公司1#機組于7月2日進入大修,公司組織對高溫再熱器、屏式過熱器、末級過熱器防磨防爆進行了初步檢查,檢查情況如下：1、高溫再熱器<1>高溫再熱器管子普遍存在與定位梳形板<定位管卡>碰撞刮蹭現(xiàn)象,其中嚴重刮蹭減薄315處。原因分析：高溫再熱器管屏定位裝置設計采用的是月牙板型管卡,與管屏接觸面積小,而且與管子接觸面邊緣鋒利。運行期間,管屏振動與定位梳形板鋒利的邊緣刮蹭磕碰,造成管壁損傷。處理措施：①對減薄超標的315處管子更換；②對變形或移位卡澀的定位梳形板進行恢復。③對與定位梳形板相接觸的管屏位置,每隔2根管子加裝一塊200mm長的防磨瓦,起到對管子的保護作用。典型缺陷圖片如下：高再A51-1管子與管卡刮蹭嚴重減薄高再A51-1管子與管卡刮蹭嚴重減薄高再A112-2,3,4管子與管卡刮蹭嚴重減薄高再向火側A51-2第二層定位梳形板〔定位管卡〕處管子<2>高溫再熱器管子出列、彎曲變形共32處。原因分析：機組的變工況運行、金屬壁溫偏差、煙氣擾動、管屏振動導致管子存在一定的出列變形；梳形板變形移位,管子膨脹受阻造成管子彎曲變形。處理措施：更換彎曲變形嚴重的管子；消除管子膨脹受阻因素,調整燃燒方式,減少管屏熱偏差,恢復變形移位的梳形板；典型缺陷圖片如下：高再A37-1管子彎曲變形高再A37-1管子彎曲變形末再A67-1管子彎曲變形末再A67-1管子彎曲變形高再管子出列〔管屏下彎頭普遍存在出列現(xiàn)象,需要調整?！?lt;3>高溫再熱器防磨瓦移位、翻轉、燒損現(xiàn)象,共97處。2、屏式過熱器<1>屏式過熱器管子普遍存在與蒸汽纏繞管碰撞刮蹭、磨損現(xiàn)象。最大減薄為1.0mm,普遍減薄為0.5～1.0mm,與蒸汽纏繞管接觸位置均有不同程度的磨損。按照運行時間,做趨勢分析,年減薄率達0.5～1.0mm/年,磨損速度非?？臁Ｆ渲袊乐啬p的管子共11處,原因分析：管屏僅有蒸汽纏繞管,沒有其他固定裝置,運行過程中,管屏晃動與蒸汽纏繞管碰撞磨損。處理措施：①對嚴重磨損的11處管子更換。②對蒸汽纏繞管與與纏繞管相接觸的管屏位置加裝防磨瓦.典型缺陷圖片如下:屏過A32管子與蒸汽定位管相接觸位置磨損嚴重〔2〕蒸汽吹灰器吹掃區(qū)域吹損減薄。蒸汽吹灰器吹掃區(qū)域吹損痕跡明顯,屏過A32-1〔#20長吹吹掃區(qū)域〕吹損,剩余厚度5.5mm。典型缺陷圖片如下:屏過A32-1長吹〔#20長吹〕吹損減薄3、末級過熱器<1>末級過熱器管子普遍存在與蒸汽纏繞管碰撞刮蹭、磨損現(xiàn)象。與蒸汽纏繞管相接觸位置均有不同程度的磨損,需采取有效防X措施。其中磨損嚴重處共5處,有磨損痕跡209處。原因分析：現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)管屏僅有蒸汽纏繞管,沒有其他固定裝置,而且蒸汽纏繞管采用具有鋒利邊緣的固定塊〔間隔圓鋼〕固定管屏管子。運行過程中,管屏晃動與蒸汽纏繞管、蒸汽纏繞管固定塊碰撞磨損。處理措施：①對磨損超標的管子進行更換,對移位的纏繞管固定塊進行復位。②優(yōu)化后纏繞管固定塊與管屏不會有相對運動也就避免了磨損的發(fā)生。典型缺陷圖片：蒸汽纏繞管采用具有鋒利邊緣的固定塊末過背火側A25-17磨損嚴重末過背火側A32-20磨損嚴重末過A1與蒸汽纏繞管相接觸位置磨損<2>存在防磨瓦移位、翻轉、變形、燒壞等現(xiàn)象,共計61處。典型圖片如下圖:末過A10-1防磨瓦變形附表：受熱面管材質表受熱面管道檢查表序號名稱規(guī)格型號材質用途〔使用部位〕備注1屏式過熱器

〔共32屏*28根/屏〕φ38*6SA-213TP347H#1入口端φ38*5.5SA-213TP347H#2-#28φ38*7SA-213TP310HCbN#1、#23-#28出口端φ38*8.5SA-213TP347H#2-#222末級過熱器

〔共32屏*20根/屏〕φ44.5*7.5SA-213TP347H#1入口端φ44.5*7SA-213TP347H#2-#20φ44.5*9SA-213TP347H#1-#19出口端φ44.5*7.5SA-213TP310HCbN#20Φ63.5*4.5SA-210下部/3高溫再熱器

〔共115屏*8根/屏〕φ51*5SA-213TP347H#1前部末過φ51*4.5SA-213TP347H#2-#16φ51*6SA-213TP347H#9-#11上部φ51*5.5SA-213TP347H#1后部末過φ51*5SA-213TP347H#2-#8φ57*4.5SA-213T91#9-#16φ51*4.5SA-213TP347H#9-#15后部末過下彎頭φ51*5SA-213TP347H#16<三>#2機組鍋爐高溫再熱器存在的隱患未消除20xx3月22日和4月12日#2機組在運行過程中發(fā)生的高溫再熱器爆管不安全事件。事件發(fā)生后,集團公司、XX公司高度重視,鎮(zhèn)雄公司組織成立了專家組對爆管原因進行了調查。專家組經(jīng)過現(xiàn)場勘查、資料查閱分析,認為導致#2鍋爐高溫再熱器爆管可能的主要原因和隱患有以下幾個方面。1、設計方面高溫再熱器前部管屏用耳板吊掛,運行過程中阻礙了管子的自由膨脹,存在局部應力集中。2、制造方面〔1〕高再管屏內三圈作了固溶化熱處理,未作固溶化熱處理外五圈的彎管有可能存在缺陷〔此結論為哈鍋廠提供〕。〔2〕分析認為耳板角焊縫焊接熱影響區(qū)域存在焊接殘余應力和焊接缺陷。〔3〕彎管存在壓制過程中形成的壓痕,彎管存在超標缺陷。〔4〕彎管成型效果不好,彎管截面呈三角形,壓痕超標。3、現(xiàn)場檢查情況鎮(zhèn)雄公司根據(jù)專家組意見,組織對高溫再熱器進行了全面檢查,并在檢修工作結束后完成了再熱器系統(tǒng)的水壓試驗,檢查與完成工作情況如下：〔1〕115屏高溫再熱器〔含修復后管屏〕上部彎頭與吊板焊接位置進行了PT<著色>檢查,沒有發(fā)現(xiàn)存在表面裂紋的管屏；〔2〕兩次送檢樣管的金相分析報告證明材質使用符合設計,不存在金相組織異常現(xiàn)象。〔3〕再熱器系統(tǒng)超壓試驗沒有發(fā)現(xiàn)漏點,水壓試驗合格?！?〕英巴公司計算結論是合格的,并認為再熱器前部管屏部位的吊掛結構是經(jīng)過驗證的成熟結構,設計的溫差應力和機械應力都不足以導致該結構的破壞〔據(jù)了解東鍋、上鍋沒有類似吊掛結構。哈鍋設計制造已經(jīng)運行的有58臺600MW和10臺350MW等級超臨界鍋爐均采用此結構〕?！?〕外觀檢查前屏頂部彎頭彎管成型效果不好,彎管截面呈三角形。①在抽檢的管子第57屏第8根、第77屏第6、7、8根管子的外彎、內彎與彎管兩側均呈棱角線,棱角線長度一直延伸至彎管兩頭直管段100mm左右。如圖3、圖4所示：第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根圖3第77屏第6、7、8根第77屏第6、7、8根圖4②部分彎管彎頭橢圓度超標。對抽檢的第5屏第7根、第41屏第7根、第57屏第1、8根管子進行橢圓度檢查,發(fā)現(xiàn)第5屏第7根、第41屏第7根管子彎頭橢圓度超標。具體情況見下表：序號屏數(shù)〔爐左至爐右〕管數(shù)前后方向外徑〔mm〕左右方向外徑〔mm〕橢圓度〔%〕備注1第5屏爐后方向752.443.717.06超標2第41屏爐后方向742.850.615.29超標3第57屏爐后方向151.7503.33合格4第57屏爐后方向84949.40.78合格③彎管存在壓制過程中形成的壓痕。在彎管的內彎、彎頭兩側面存在彎管時產(chǎn)生的壓痕,在抽檢的第57屏第8根彎管內彎存在200mm的壓痕、彎管側面存在長100mm、寬10mm的壓痕；在抽檢的第5屏第7根管子彎管側面存在深凹不平3mm,長100mm的壓痕；在第41屏第7根管子彎管側面存在長約10mm,寬12mm的壓痕。如圖5、圖6、圖7所示。第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根第57屏第8根圖5第5屏第7根第5屏第7根第5屏第7根第5屏第7根圖6第41屏第7根第41屏第7根第41屏第7根第41屏第7根4、原因分析初步結論〔1〕根據(jù)XX電力研究院對高再爆管做材質金相分析,材質與設計相同,不存在材質缺陷和錯用?！?〕英巴公司對吊掛結構校核計算結論是合格的,并認為再熱器前部管屏部位的吊掛結構是經(jīng)過驗證的成熟結構,設計的溫差應力和機械應力都不足以導致該結構的破壞〔據(jù)了解東鍋、上鍋沒有類似吊掛結構,哈鍋設計制造已經(jīng)運行的有58臺600MW和10臺350MW等級超臨界鍋爐均采用此結構〕?！?〕通過對管子外部檢查,高再前部與爆管管屏管子在彎管處存在不同程度的壓痕,彎管在壓制過程中有被夾具在彎制過程中夾變形與彎曲后產(chǎn)生局部機械損傷缺陷〔基本在爆口位置〕?！?〕華電電力科學院樣管檢驗分析認為材料未進行固溶化處理可能是導致爆管的一個原因。結合兩次爆管情況綜合分析后初步確定認為：彎管在壓制過程中產(chǎn)生的壓痕缺陷導致管材機械強度下降,加之因材料未進行固溶化處理或固溶化處理不完全的管子,通過高溫運行一段時間