鍋爐過熱器爆管的直接原因.doc

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1、鍋爐過熱器爆管的直接原因文章來源:鍋爐防磨防爆網(wǎng)更新時間：2015-10-21造成鍋爐過熱器爆管的直接原因有很多，主要可以從以下幾個方面來進行分析。1.1設(shè)計因素1.熱力計算結(jié)果與實際不符熱力計算不準的焦點在于爐膛的傳熱計算，即如何從理論計算上較合理的確定爐膛出口煙溫和屏式過熱器的傳熱系數(shù)缺乏經(jīng)驗，致使過熱器受熱面的面積布置不夠恰當，造成一、二次汽溫偏離設(shè)計值或受熱面超溫。2.設(shè)計時選用系數(shù)不合理如某電廠由某公司設(shè)計、制造的“W”型鍋爐，選用了不合理的受熱面系數(shù)，使爐膛出口煙溫實測值比設(shè)計值高80～100℃；又如某發(fā)電總廠2號爐(HG-670/140-6型)選用的鍋爐高寬比不合理，使爐膛

2、出口實測煙溫高于設(shè)計值160℃。3.爐膛選型不當我國大容量鍋爐的早期產(chǎn)品，除計算方法上存在問題外，缺乏根據(jù)燃料特性選擇爐膛尺寸的可靠依據(jù)，使設(shè)計出的爐膛不能適應煤種多變的運行條件。爐膛結(jié)構(gòu)不合理，導致過熱器超溫爆管。爐膛高度偏高，引起汽溫偏低。相反，爐膛高度偏低則引起超溫。4.過熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及受熱面布置不合理調(diào)研結(jié)果表明，對于大容量電站鍋爐，過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計及受熱面布置不合理，是導致一、二次汽溫偏離設(shè)計值或受熱面超溫爆管的主要原因之一。過熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及受熱面布置的不合理性體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)過熱器管組的進出口集箱的引入、引出方式布置不當，使蒸汽在集箱中流動時靜壓變化過大而造成

3、較大的流量偏差。(2)對于蒸汽由徑向引入進口集箱的并聯(lián)管組，因進口集箱與引入管的三通處形成局部渦流，使得該渦流區(qū)附近管組的流量較小，從而引起較大的流量偏差。引進美國某公司技術(shù)設(shè)計的配300MW和600MW機組的控制循環(huán)鍋爐屏再與末再之間不設(shè)中間混合集箱，屏再的各種偏差被帶到末級去，導致末級再熱器產(chǎn)生過大的熱偏差。(3)因同屏(片)并聯(lián)各管的結(jié)構(gòu)(如管長、內(nèi)徑、彎頭數(shù))差異，引起各管的阻力系數(shù)相差較大，造成較大的同屏(片)流量偏差、結(jié)構(gòu)偏差和熱偏差，如某電廠日立850t/h鍋爐高溫過熱器超溫就是如此。(4)過熱器或再熱器的前后級之間沒有布置中間混合聯(lián)箱而直接連接，或者未進行左右交叉，這樣使

4、得前后級的熱偏差相互疊加。在實際運行過程中，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置的不合理性往往是幾種方式同時存在，這樣加劇了受熱面超溫爆管的發(fā)生。5.壁溫計算方法不完善，導致材質(zhì)選用不當從原理上講，在對過熱器和再熱器受熱面作壁溫校核時，應保證偏差管在最危險點的壁溫也不超過所用材質(zhì)的許用溫度。而在實際設(shè)計中，由于對各種偏差的綜合影響往往未能充分計及，導致校核點計算壁溫比實際運行低，或者校核點的選擇不合理，這樣選用的材質(zhì)就可能難以滿足實際運行的要求，或高等級鋼材未能充分利用。6.計算中沒有充分考慮熱偏差如某電廠5號爐過熱器在后屏設(shè)計中沒有將前屏造成的偏差考慮進去，影響了管材的正確使用，引起過熱器爆管。1.2制

5、造工藝、安裝及檢修質(zhì)量從實際運行狀況來看，由于制造廠工藝問題、現(xiàn)場安裝及電廠檢修質(zhì)量等原因而造成的過熱器和再熱器受熱面超溫爆管與泄漏事故也頗為常見，其主要問題包括以下幾個方面。1.焊接質(zhì)量差如某電廠6號爐，在進行鍋爐過熱器爆管后的換管補焊時，管子對口處發(fā)生錯位，使管子焊接后存在較大的殘余應力，管壁強度降低，長期運行后又發(fā)生泄漏。2.聯(lián)箱中間隔板焊接問題聯(lián)箱中間隔板在裝隔板時沒有按設(shè)計要求加以滿焊，引起聯(lián)箱中蒸汽短路，導致部分管子冷卻不良而爆管。3.聯(lián)箱管座角焊縫問題據(jù)調(diào)查，由于角焊縫未焊透等質(zhì)量問題引起的泄漏或爆管事故也相當普遍。如某電廠5號爐(捷克650t/h亞臨界直流鍋爐)包墻過熱器

6、出口聯(lián)箱至混合聯(lián)箱之間導汽管曾在水壓試驗突然斷裂飛脫，主要原因是導汽管與聯(lián)箱連接的管角焊縫存在焊接冷裂紋。4.異種鋼管的焊接間題在過熱器和再熱器受熱面中，常采用奧氏體鋼材的零件作為管卡和夾板，也有用奧氏體管作為受熱面以提高安全裕度。奧氏體鋼與珠光體鋼焊接時，由于膨脹系數(shù)相差懸殊，已發(fā)生過數(shù)次受熱面管子撕裂事故。此外，一種鋼管焊接時往往有接頭兩邊壁厚不等的問題，不同壁厚主蒸汽管的焊接接頭損壞事故也多次發(fā)生。一些廠家認為，在這種情況下應考慮采用短節(jié)，以保證焊接接頭兩側(cè)及其熱影響區(qū)范圍內(nèi)壁厚不變。5.普通焊口質(zhì)量問題鍋爐的受熱面絕大多數(shù)是受壓元件，尤其是過熱器和再熱器系統(tǒng)，其管內(nèi)工質(zhì)的溫度和壓

7、力均很高，工作狀況較差，此時對于焊口質(zhì)量的要求就尤為嚴格。但在實際運行中，由于制造廠焊口、安裝焊口和電廠檢修焊口質(zhì)量不合格(如焊口毛刺、砂眼等)而引起的爆管、泄漏事故相當普遍，其后果也相當嚴重。6.管子彎頭橢圓度和管壁減薄問題GB9222-88水管鍋爐受壓無件強度計算標準規(guī)定了彎頭的橢圓度，同時考慮了彎管減薄所需的附加厚度。該標準規(guī)定，對彎管半徑R>4D的彎頭，彎管橢圓度不大于8%。但實測數(shù)據(jù)往往大于此值，最大達21%，有相當一部分