某垃圾焚燒廠鍋爐過熱器爆管分析與研究

1、    某垃圾焚燒廠鍋爐過熱器爆管分析與研究    吳威寧 摘 要 垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行中，過熱器爆管故障將影響整個垃圾焚燒廠的安全運(yùn)行，也會影響電廠的經(jīng)濟(jì)效益。本文以廈門某垃圾焚燒發(fā)電廠工程為例，對垃圾焚燒廠鍋爐過熱器爆管的原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的對策，減少過熱器故障，提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性與連續(xù)性。關(guān)鍵詞 垃圾焚燒廠;鍋爐;過熱器泄露;蒸汽吹灰前言廈門某垃圾焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目采用垃圾焚燒余熱鍋爐是四川鍋爐廠生產(chǎn)的cg-625-59.1/4.0/400-lj型余熱鍋爐，鍋爐為立式布置，由三個垂直膜式水冷壁通道（即爐室、）和一個垂直鋼煙道組成，在第二通道布置有

2、三片屏式蒸發(fā)受熱面，第三通道從下至上依次布置了第一級蒸發(fā)器、高溫過熱器、中溫過熱器、低溫過熱器以及第二級蒸發(fā)器。受熱面清灰方式采用戴蒙德g9b固定旋轉(zhuǎn)式蒸汽吹灰。項(xiàng)目自2019年8月投產(chǎn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，2020年4月發(fā)生中溫過熱器及低溫過熱器泄漏。1過熱器泄露原因分析1.1 外觀檢查過熱器首排管道均設(shè)有防磨瓦，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)低溫過熱器管道泄露區(qū)域附近防磨瓦已完全脫落，管外壁黏結(jié)灰層較厚，且存在腐蝕現(xiàn)象;中溫過熱器管道泄漏位置防磨瓦保留較為完好，撕裂口較新，有明顯沖刷變形痕跡。蒸汽吹灰器的范圍內(nèi)防磨板破損嚴(yán)重1。1.2 管材取樣截取低溫過熱器、中溫過熱器爆管樣品，中溫過熱器樣品：規(guī)格51×

3、5mm，材質(zhì) 12cr1movg（以下稱 a#樣）;低溫過熱器樣品：規(guī)格51×5mm，材質(zhì) 20g（以下稱 b#樣）的化學(xué)成分、力學(xué)性能以及防磨板樣品：規(guī)格 2mm，材質(zhì) 06cr19ni10（以下稱 c#樣）。由于水管表面腐蝕嚴(yán)重，在進(jìn)行性能試驗(yàn)前先對水管進(jìn)行噴砂除銹，除銹后外觀見下圖。對破口位置周向均勻取5點(diǎn)進(jìn)行壁厚確認(rèn)，a#樣品（12cr1movg）壁厚最大為4.76mm，最小為 0.96mm;b#樣品（20g）壁厚最大為 4.86mm，最小為1.26mm。1.3 化學(xué)成分分析及力學(xué)性能試驗(yàn)分別取a#、b#樣品任意位置材料進(jìn)行化學(xué)成分及力學(xué)性能分析，a#樣品c為0.14，si為

4、0.22，mn為0.54，p為0.019，s為0.010，cr為1.00，ni為0.01，mo為0.26，cu為0.03，v為0.19。b#樣品c為0.23，si為0.24，mn為0.51，p為0.018，s為0.012，cr為0.06，ni為0.02，mo為0.01，cu為0.10，v為0.01。a#樣品試樣截面尺寸15.38×5.16mm，抗拉強(qiáng)度589，屈服強(qiáng)度454，延伸率22%。b#樣品試樣截面尺寸15.46×4.97mm，抗拉強(qiáng)度496，屈服強(qiáng)度328，延伸率30%。a#樣品、b#樣品的化學(xué)成分及力學(xué)性能都滿足gb/t 5310-2017的材料要求2。1.4 金

5、相檢測金相試驗(yàn)晶粒度按 gb/t 6394-2017 中的評級圖評定，大于等于6級合格，試驗(yàn)結(jié)果中均為 7 級，滿足規(guī)范要求。根據(jù)復(fù)驗(yàn)結(jié)果，可以排除因原材料缺陷造成的可能性。2過熱器爆管原因分析針對過熱器管道的失效狀態(tài)，分析有以下原因：2.1 直接原因根據(jù)泄露管外觀的腐蝕情況看，此次是經(jīng)長時(shí)間的侵蝕使得管減厚嚴(yán)重，無法承受內(nèi)壓最終發(fā)生泄露。從黏結(jié)灰的內(nèi)面能夠看出有明顯的腐蝕。在這過程中，低溫過熱器泄漏出來的蒸汽將對側(cè)中溫過熱器管道進(jìn)行沖刷磨損，最終導(dǎo)致中級過熱器也發(fā)生泄露3。2.2 蒸汽吹灰閥后壓力過大進(jìn)一步檢查蒸汽吹灰器的運(yùn)行情況，此處吹灰器運(yùn)行平穩(wěn)，無故障;運(yùn)行周期為一班3次，一天3班共計(jì)

6、清掃9次，每臺吹灰器的動作時(shí)間約3分鐘，運(yùn)行正常。蒸汽吹灰器閥后壓力設(shè)計(jì)為0.67mpa，通過加裝臨時(shí)壓力表測得實(shí)際運(yùn)行壓力最大在1.4mpa左右，遠(yuǎn)超原設(shè)計(jì)壓力，加速了防磨瓦及管道的磨損4。2.3 蒸汽吹灰器偏離水平中心線蒸汽吹灰器布置于煙道左右側(cè)，噴槍前進(jìn)最大行程位置為煙道中部，恰好為管道泄露位置。根據(jù)測量，蒸汽吹灰噴槍最大行程位置的高度低于水平中心線4cm，左右噴槍在上方形成扇形重疊噴吹區(qū)域，加速了防磨瓦及管道的磨損5。3解決對策與啟示綜上分析，影響該過熱器管道失效的因素主要是吹灰器蒸汽沖刷、煙氣腐蝕、積灰的綜合作用引起的，基本可排除材質(zhì)劣化、高溫腐蝕、水循環(huán)等因素。為了避免類似故障再次

7、發(fā)生，應(yīng)該采取消除或減少上述影響因素的方式著手。（1）在設(shè)計(jì)方面，可通過增加防磨瓦的厚度，尤其是煙氣迎風(fēng)面區(qū)域，可進(jìn)一步考慮提升防磨瓦的材質(zhì)。同時(shí)優(yōu)化煙道設(shè)計(jì)，控制煙氣流速，減少煙氣沖刷。立式鍋爐的第三煙道積灰較嚴(yán)重，可增設(shè)激波吹灰并合理布置，提升清灰效果。（2）在制造與安裝方面，應(yīng)著重檢查蒸汽吹灰器的安裝質(zhì)量，尤其是墻箱法蘭與套管焊接的垂直度，避免噴槍偏離水平中心線。（3）在使用方面，應(yīng)根據(jù)吹灰器使用維護(hù)說明書，定期對吹灰器進(jìn)行檢查與維護(hù)。定期對過熱器管道防磨瓦進(jìn)行測厚，及時(shí)更換。參考文獻(xiàn)1 崔儉文.基于垃圾焚燒臥式鍋爐蒸發(fā)屏和過熱器爆管的原因初探j(luò).科學(xué)與財(cái)富，2020（15）：170.2 雷文偉.垃圾焚燒臥式鍋爐過熱器爆管的原因分析j.電力系統(tǒng)裝備，2019（12）：96-97.3 王學(xué)禮.1000 mw超超臨界鍋爐過熱器爆管原因分析及防范措施j.華電技術(shù)，2019，41（7）：70-72，76.4 趙林松，趙彥芬，張路.某電廠鍋爐高溫過熱器