鍋爐高溫過(guò)熱器爆管原因分析及防范措施

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1、鍋爐高溫過(guò)熱器爆管原因分析及防范措施【摘要】高溫過(guò)熱器是鍋爐的主要構(gòu)件之一，高溫過(guò)熱器爆管事故的發(fā)生不僅給電廠企業(yè)帶來(lái)安全隱患也會(huì)造成較人的經(jīng)濟(jì)損失。木文作者通過(guò)對(duì)高溫過(guò)熱器爆管事故原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的防范措施，希望本文可以應(yīng)用于其他同類型管材，對(duì)有效解決高溫過(guò)熱器爆管事件提供解決方法，具有一定的理論和顯示意義?！娟P(guān)鍵詞】高溫過(guò)熱器；爆管；原因分析；措施<、八、?1、刖呂隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)電力工業(yè)建設(shè)也在改革發(fā)展大潮中大步前進(jìn)，在此期間，在電力行業(yè)范圍內(nèi)涌現(xiàn)出了各種類型的火力發(fā)電機(jī)組，這些鍋爐具備較為復(fù)雜的運(yùn)行結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理，這將導(dǎo)致鍋爐內(nèi)并聯(lián)管的吸熱

2、量發(fā)生變化。高溫過(guò)熱器管是鍋爐內(nèi)部的主要構(gòu)件之一，由于始終工作在惡劣的環(huán)境中，長(zhǎng)期被飛灰、煙氣以及火焰等所籠罩致使其失去效能，當(dāng)高溫過(guò)熱器管的工作條件及設(shè)計(jì)工況受惡劣環(huán)境影響出現(xiàn)偏差時(shí)，就會(huì)使其構(gòu)成材料的組織與性能發(fā)生變化，進(jìn)而造成鍋爐高溫過(guò)熱器爆管，嚴(yán)重影響了火力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，給電力工業(yè)帶來(lái)較大的安全隱患及經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)鍋爐高溫過(guò)熱器爆管原因進(jìn)行分析并提出解決措施具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。2、鍋爐高溫過(guò)熱器爆管檢查分析2.1宏觀檢查分析本文作者對(duì)某電廠2*100MW鍋爐高溫過(guò)熱器爆管事故進(jìn)行分析。技術(shù)工作人員在鍋爐停止工作后采用內(nèi)窺鏡設(shè)備對(duì)高溫過(guò)熱管入口的相關(guān)部件進(jìn)

3、行檢查，在過(guò)熱管座節(jié)流孔板、U型彎管的底部均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題亦沒(méi)有堵塞物。經(jīng)過(guò)細(xì)致的排查后，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)高溫過(guò)熱器管是沿著縱向開裂的，爆破的外形似喇叭，爆裂口邊緣呈薄刀片狀，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的反復(fù)檢查認(rèn)為過(guò)熱器管爆口是韌性撕裂破損所致，爆管后管徑粗漲了23%,這種現(xiàn)象是由于過(guò)熱器管短時(shí)間受高熱所致。除此之外，過(guò)熱器管的其他部位由于受熱也出現(xiàn)管壁變薄的現(xiàn)象，但管徑粗漲程度未受到較大影響，管壁厚度仍在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。2.2微觀組織檢查分析技術(shù)人員通過(guò)對(duì)高溫過(guò)熱器管爆管口相關(guān)組織進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)爆管處出現(xiàn)許多小裂紋，有些地方由于溫度過(guò)高出現(xiàn)撕裂的小孔洞，其顯微組織也發(fā)生了變化，形狀變?yōu)闂l

4、帶狀，過(guò)熱器管的碳化物也出現(xiàn)了一定程度的球化現(xiàn)象。技術(shù)人員通過(guò)顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)過(guò)熱器管的內(nèi)部被氧化程度較低，這也說(shuō)明了短時(shí)間高溫不能促進(jìn)對(duì)管內(nèi)壁的氧化作用，而通常情況下,鍋爐在開啟之前沒(méi)有出現(xiàn)長(zhǎng)期超溫的現(xiàn)象。此外，高溫過(guò)熱器管的焊縫連接處以及管徑都沒(méi)有出現(xiàn)形狀改變或粗漲的現(xiàn)象，所以高溫過(guò)熱器管的焊縫不可能是由于受到剪切力造成斷裂所致。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員多次排查，發(fā)現(xiàn)高溫過(guò)熱器管焊縫的焊接質(zhì)量均處于合格標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)密封盒內(nèi)所有焊縫進(jìn)行X射線探傷，并未在焊縫中發(fā)現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)的夾渣、氣孔、未焊透等缺陷。導(dǎo)致高溫過(guò)熱器管爆管的另外一個(gè)原因就是強(qiáng)大的冷熱力與其他外力發(fā)生相互

5、作用所致，所以高溫過(guò)熱器管的安裝過(guò)程受環(huán)境影響較大。2.3力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)人員應(yīng)用維氏硬度指標(biāo)的原理對(duì)高溫過(guò)熱器管進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其維氏碩度平均值為176.5HV,其維氏碩度值低于非爆口處的碩度值，并且技術(shù)人員也發(fā)現(xiàn)高溫過(guò)熱器管金相樣本向火面的維氏硬度值均低于被火面的維氏硬度值。同時(shí)，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)高溫過(guò)熱器管爆管部位的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度值明顯降低，其斷裂均為薄邊緣塑性斷裂，這正是短時(shí)間的高溫過(guò)熱所致。此外，在通常情況下，鍋爐高溫過(guò)熱器每一個(gè)管內(nèi)都由3個(gè)U型回路構(gòu)成，而且回路之間沒(méi)有設(shè)置連接箱。所以，當(dāng)鍋爐啟動(dòng)后山于管內(nèi)積水混合物的阻力較大，就會(huì)造成3個(gè)U型的回路過(guò)

6、熱器管與1個(gè)U型的回路過(guò)熱器管的受熱面有很大差異，特別是水塞不能有效的對(duì)過(guò)熱器進(jìn)出口連接箱中的壓力差進(jìn)行排除，就會(huì)導(dǎo)致高溫過(guò)熱器管束屮媒介的停滯，出現(xiàn)短時(shí)間超溫，導(dǎo)致高溫過(guò)熱器爆管事故的發(fā)牛。3、爆管事故原因分析本次事故，技術(shù)人員主要對(duì)碳鋼石墨化技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。首先在爆口位置應(yīng)用機(jī)械方法進(jìn)行取樣，然后用金相砂紙進(jìn)行精細(xì)打磨，最后用絨布和剛玉粉末進(jìn)行機(jī)械拋光。技術(shù)人員在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)爆管段的碳鋼材質(zhì)由于長(zhǎng)期接受高溫已經(jīng)開始石墨化，而且石墨化產(chǎn)生的游離碳已經(jīng)在機(jī)械拋光的作用下呈拖拽痕跡。通過(guò)金相圖片觀察可知，高溫過(guò)熱器管析出的石墨在晶界處呈球狀分布，這是管道腐蝕開裂的

7、前提條件，而石墨本身具有很小的強(qiáng)度，這使管道有效承載負(fù)荷的面積縮小，使管道處于脆性狀態(tài)。木文作者通過(guò)觀察分析，對(duì)高溫過(guò)熱器管爆管事故發(fā)生的主要原因總結(jié)如下：首先，要保證高溫過(guò)熱器管內(nèi)水質(zhì)沒(méi)有雜質(zhì)，一旦水質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)在管內(nèi)結(jié)垢，當(dāng)結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致管壁的爆管。另外，技術(shù)操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)、操作方法、操作技能也是導(dǎo)致爆管的另外一個(gè)原因。例如當(dāng)技術(shù)人員操作不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)壓力過(guò)大或超溫現(xiàn)象等，這些都會(huì)導(dǎo)致鍋爐在使用中頻繁揚(yáng)火，從而造成爆管。莫次，鍋爐內(nèi)氣流的不規(guī)律和燃燒間隔不均勻也會(huì)給高溫過(guò)熱器管造成不利影響，當(dāng)管道受熱不均勻時(shí)就