文档介绍：提高超临界机组的运行可靠性分析
提高超临界机组的运行可靠性分析
摘要:目前投产的超临界机组的锅炉过热器和再热器管由于内壁氧化皮偏厚、剥落后堆积,导致管内介质流量减少而引起的爆管事故已成为发电企业的突出问题,严重影响了机组运行的可靠性和经济性。本文通过介绍了某发电厂锅炉末级过热器因氧化皮脱落堵塞管子而引起的爆管情况。这将为提高超临界机组的运行可靠性和预防氧化皮的危害提供了一定的理论依据。
关键词:锅炉;末级过热器;爆管;氧化皮;可靠性
中图分类号: TK223文献标识码: A
1 爆管情况
广东某发电厂4号机组的SG-1913/-M960 型锅炉的末级过热器(末过)结构见图1,其中末过高温段外三圈下弯头及末过出口垂直段均为SA213-TP347H 钢,下弯头 4、5、6 号及高温垂直外 6根管为SA213-T91 钢,下弯头内六圈管及垂直内 6根管为SA213-T23钢。
图 1末级过热器管屏
2010年3月2日,4 号锅炉末过向左侧发生爆管,爆口位于左数第18屏管前数第12 根,运行时间为22570 h,爆管材料为SA213-T23钢,×。爆口距离下部弯头185mm,爆口长50mm,宽为10mm,内外表面存在平行管轴线多条宏观蠕变裂纹;内外表面有明显氧化皮,爆口呈鱼嘴状,边缘较锋利,呈撕裂爆裂(图 2)。
图 2 末级过热器爆口
爆破同时吹穿左数第18屏前数第11根管,以及左数第17屏前数第10根管,吹薄左数第17、18、19 屏共20 根管,。SA213-TP347 ,SA213-T91 钢和SA213-T23 。对左数第1~25屏的内3 圈及左数第55~68屏管的内2圈管的下部弯头进行拍片检查,发现有少量的氧化皮,最多的一根管氧化皮堆积厚度约8mm。
2 原因分析
爆口较小,细长,内部有氧化皮层,且有较多的轴向裂纹等,爆管内部氧化层核爆管下部弯头弯管分别见图3和图4。从图3、图4可以看出,爆管的内部有一层厚厚的氧化皮,而且弯头弯管工艺不良,存在明显凹陷。
图3爆管内部氧化层
图4爆管下部弯头弯管工艺不良
SA213-T23 钢材质管正常运行时已经达到材质的上限温度,易生成氧化皮,一旦脱落将呈现较大块状或长条状,使弯管工艺较差的弯头部位出现部分堵塞,流通面积下降,管壁温度超限,最终造成长期超温爆管。
3 预防措施
(1) 将SA213-T23钢管更换为SA213-TP347H 钢管,而且更换管的晶粒等级应选较高级别,如7级。较经济的方案是将末过最内圈管下部弯头更换为SA213-TP347H材料,其他部位下部弯头更换为SA213-T19材质,材料晶粒等级应使用较高等级,如7级。较安全且经济的更换下部弯头的方案是将最内圈管更换为SA213-TP347H钢,晶粒等级7级;将7~11圈更换为SA213-T91。
(2)控制末过出口蒸汽温度不超过574℃,受热面金属温度不超过590℃。由图5可见,末过屏间壁温值为明显的双驼峰曲线,偏差达到50℃左右,应对锅炉进行燃烧调整以消除两侧温偏差。
图5 锅炉末过屏间壁温