浅析锅炉再热减温器管道泄漏的原因及预防措施

浅析锅炉再热减温器管道泄漏的原因及预防措施

(湛江电力有限公司广东省湛江市524000)

摘要:火力发电厂锅炉在运行中“四管”泄漏事件时有发生,电厂锅炉总是运行在高温、高压和粉尘的恶劣环境中,引起锅炉“四管”泄漏的原因也不尽相同。有设备质量和维护不当的客观问题,也有运行方式和调整不到位的主观原因。本文就某电厂#3炉低再至高再减温器出口后管道泄漏事件进行分析,并且根据事件的具体分析找出相应的预防措施,为同类型的锅炉在运行和维护过程中提供一些经验借鉴。

关键词:火力电厂;锅炉;泄漏;预防措施。

一、事件回顾

某电厂#3锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的DG1072/18.2—Ⅱ(5)亚临界压力、自然循环、一次中间再热、单炉膛、全悬吊露天布置、平衡通风、尾部双烟道燃煤汽包炉,再热蒸汽温度调节方式:烟道挡板作为主要调节,喷燃器摆角为辅调,喷水减温作细调和控制汽温偏差,1999年6月26日投入商业运行。

2009年4月16日早上,运行人员检查发现该厂#3炉右侧低再至高再减温器出口后管道附近有泄漏声,后经现场多种方法检查到为#3炉低再至高右侧导气管减温器后弯头焊缝处泄漏,查看运行历史曲线发现当时锅炉再热器微量喷水减温水量比较大,再热器微量喷水减温器出口蒸汽温过低,后要求运行降低机组负荷,调整燃烧方式,利用关小锅炉再热侧烟气挡板调整再热温度,逐步停用微量喷水后,泄漏声明显减小。

2009年4月26日,#3机组停机消缺,现场对#3炉检查发现漏点为低温再热器出口右侧减温器后弯头下焊口附近的直管段,裂缝长度大约550mm。后对泄漏直管段进行割管更换。

二、设备检查情况

#3炉4月16日发现低温再热器出口右侧减温器弯头下焊口发生爆管,如图1为爆管现场。

图1爆管现场

爆口开裂长度大约55mm,开口不大,只出现一条裂缝见图2

图2爆口开裂情况

泄露点在减温器弯头直管段的内坡口退刀槽处,检查退刀槽处未经过打磨处理,出现1-2mm高度的台阶,直管段内壁也出现网状裂纹,见图3。

图3开裂部位直管段内壁

三、原因分析

1、设备加工工艺存在缺陷

#3锅炉右侧微量喷水减温器后弯头与直管段焊接时,对直管段焊接处内壁加工退刀槽打磨工艺不够规范,未做圆滑过渡,存在加工工艺缺陷。多次使用微量减温水后导致退刀槽处发生交变热应力集中,超过管材的屈服强度,逐渐产生裂纹并泄漏,并且开裂部位十分平整。因此,退刀槽加工工艺存在缺陷是导致退刀槽部位提前爆裂的主要原因。

2、调节再热汽温的微量喷水较大

减温水温度只有160℃左右,减温水的温度与低再出口的蒸汽温度相差约300℃。调节再热汽温主要手段是烟气挡板调节,细调手段是微量喷水,但烟气挡板调节品质不佳,反应滞后、灵敏度差,微量减温水频繁自动参与调节。特别是在高加故障退出运行期间微量减温水用量增大,喷水后的温度急剧下降,受影响最大的减温器后管道受到低温介质的热冲击,产生较大热应力。随着频繁投入的喷水减温次数的增加,在受影响较大部位不断产生和累积热疲劳损伤,引起退刀槽缺陷部位的薄弱环节热疲劳裂纹的萌生和发展。因此,微量减温水用量较大是此次泄漏事件的直接原因。

3、微量喷水减温器混合段较短

减温水在压力8MPa、160℃状态下,属于未饱和水。由于微量喷水减温器混合段较短,在减温喷水量大的情况下,减温水未能充分汽化与混合,汽水混合物流经后部弯头转向时,未汽化的减温水温度低、惯性大,在弯头及下焊口处发生汽、水分离现象,导致弯头及下焊口的外弧侧与内弧侧温度不一致,产生热应力,加速裂纹的发展。管系结构设计存在问题是导致此次泄漏事件的间接原因。

4、高加退出运行

因#3机组#2高加泄漏,高压加热器被迫退出运行,给水温度降低,导致过热汽温升高,减温水门基本全开,所以,此情况下不能过多关小再热器侧烟气挡板,高加退出运行期间的再热器减温水用量较大,加快微量喷水后总管弯头泄漏的发生。设备缺陷使运行方式改变是导致设备泄漏的间接原因。

五、暴露问题

1、检修工艺不过关、验收把关不严

弯头下焊口直管段的内坡口退刀槽没有打磨处理,出现1-2mm左右的台阶,工艺处理马虎,检修责任心不强,检修质量差、设备验收把关不严、监管不力等问题。

2、调节再热汽温手段不佳

#3锅炉再热汽温以尾部挡板为主要调节方式,但实际运行中因烟气挡板调节减温灵敏度差,滞后性大而得不到充分使用,没有较好地减少使用微量喷水量。暴露了烟气挡板调节品质差,需要进一步完善和优化;暴露了运行对再热汽温的调节跟踪不力,规程执行不到位的问题。

3、运行调整不当

在如何使用再热器微量喷水减温器问题上不够重视,运行人员过多依赖再热微量喷水进行汽温调整,尤其在机组升降负荷过程中经常出现减温水量骤增骤减。在高压加热器停用期间,没有制定防止超温的技术措施。再者再热减温水量增加也会直接降低机组经济性。暴露了运行人员专业技术水平差,工作责任心不强。

六、预防措施

1、检修人员、验收人员、监督人员均应增强工作责任心,提高检修工艺水平,严把检修质量关,对减温器后弯头焊口处退刀槽台阶要打磨消除,要求圆滑过渡,避免热应力集中。

2、运行人员应严格执行运行规程,如果出现影响汽温的缺陷应及时制定相应技术措施。#3锅炉以使用尾部挡板调节再热汽温为主,热工设计有调温的自动逻辑,尽快完善投入自动,降低微量喷水量。严格执行锅炉受热面吹灰规定,在受热面超温减温水用量大期间,适当加强相应位置受热面吹灰次数。优化燃烧调整、合理配风和预前操作,技术性控制好汽温。在不得以过多使用减温水的情况下,考虑适当利用再热器事故喷水参与调温,减少微量喷水量,避免减温器前后温差过大。

3、加强对运行人员的专业技术培训,提高技能水平,加强运行与检修之间的技术交流,增强工作责任心。

4、机组大小修时应加强微量减温器的喷嘴、内套筒和低再至高再蒸汽导管检查,如发现问题及时处理。

5、加强机组高加设备的维护,提高检修质量,每次停机时对高加进行查漏,运行投、退高加时注意控制温升率。

结束语

对于锅炉汽温的调整,使用减温器喷水减温并不是唯一方式而是最后的安全手段,我们要加以重视和加强管理。对投运时间长“老年化”的锅炉来说,“四管”泄漏问题比较常见,严重影响锅炉的安全运行。我们分析事件原因并找出问题所在,规范操作,制定防范措施并严格执行,就能够把锅炉“四管”泄漏的风险降到最低,确实保证电厂的安全运行。

参考文献:

[1]邓又云,浅析再热器微量喷水减温器管道焊缝泄漏成因及处理[J],中国新技术产品,2013,(04)。

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