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关于锅炉“四管”泄漏的探讨

  
评论: 更新日期:2010年12月31日


下面对以上三条原因略作分析。
      2.2.1 对于炉膛出口处的左右侧烟温偏差
(1)原因分析
  对四角切向燃烧锅炉来说,在炉膛内形成的旋转上升烟气流在到达炉膛出口进入水平烟道时,烟气流将由旋转运动变为直线运动,此时气流将以原旋转圆周的切线方向进入水平烟道内,这就使烟气流偏向于烟道的某一侧,形成了水平烟道左右侧的烟温偏差,从而导致左右侧的屏再和末再的巨大吸热偏差。对于逆时针的切向燃烧锅炉来说烟气流往往偏向水平烟道右侧,使右侧的烟气量和烟气温度均高于左侧,导致右侧传热强度高,传热温差大、使右侧受热面的吸热量增强,造成右侧汽温和管子金属壁温高于左侧,并最终导致右侧末再频繁超温爆管。
  另外,一次蒸汽与二次蒸汽对温差热敏感性不同。一次蒸汽平均每吸收1 kcal/kg热量,温度升高为0.78℃,再热蒸汽平均每吸收1 kcal/kg热量,温度升高1.78℃。一、二次蒸汽二者相比,同样吸热1 kcal/kg热量,再热蒸汽温度变化要比过热蒸汽高2.3倍,因此当吸热量发生变化时,二次蒸汽温度的变化幅度远比一次汽大得多,二次汽对热偏差的敏感性亦比一次汽强得多,加上二次汽的对流放热系数较一次汽低,使再热器受热面金属壁温更高,更易产生超温爆管问题。控制循环锅炉由于调温需要,不得不将再热器布置于炉膛出口处,亦就是把对热偏差最敏感的再热器设置在烟温偏差最大的炉膛出口处,这是造成锅炉左右侧再热汽温巨大偏差从而导致再热器超温爆管的主要原因之一。
(2)措施
  锅炉右侧的偏烧现象由于切向燃烧锅炉设计形式不能改变,偏烧不可避免的地存在,因此只能从管子材质方面着手考虑,即采用高规格管子材质,提高管子的耐温性能。经调研,在吴泾、沙角、嘉兴、外高桥工程的1025t/h锅炉上,以及其后的一大批配300MW机组的1025t/h锅炉上,均已广泛地采用了SA213 T-91 材料以取代12Cr2MoWVTiB材料,并且没有发生过再热器超温爆管事故,证明SA213 T-91 材料完全能胜任这一高温部件的工作。因此可以将我厂末再12Cr2MoWVTiB材质更换为TP304H(最外圈)和SA213-T91(其余各圈)材质。
      2.2.2 对于12Cr2MoWVTiB材质问题
(1)原因分析
  早在六十年代初,为使我国电站锅炉制造事业向大容量高参数发展,根据我国矿产资源情况,要求研制出能用于工作温度为600~620℃的镍铬含量较低的耐热钢种,当时我国南方地区研制了12Cr3MoVSiTiB(П-11)钢种,但由于管子成材率低,管子强度数据亦偏低等原因,未能达到原先设计要求值,因此在七十年代末逐渐停止使用,代之以钢研-102材料。八十年代在引进300MW-600MW机组锅炉的过热器和再热器等受压件中决定采用钢研-102材料,在300MW锅炉设计中,末级过热器受热面管子金属温度在570℃左右,全部采用钢研-102材料,屏式过热器中,有部份管子金属温度在570℃左右,亦采用了钢研-102材料,经过多年使用,末发现有爆管等不正常情况。末级再热器中有部份管子金属温度在600℃左右,我厂也采用了钢研-102材料,这些采用钢研-102材料的再热器管,在投运2~3年以后,在末级再热器的高温部位均先后发生了多次爆管事故,经对末级再热器的钢研-102管材表面进行宏观检查,发现这些管材表面均存在着严重的氧化锈蚀情况,一般均有3~4层的氧化皮,每层厚度约在0.5毫米左右。实践证明钢研-102材料的高温抗氧化性能较差,未能达到研制时的性能要求,因此不宜用于600℃左右的工作温度。
  对于切向燃烧锅炉来说,在再热器区形成的烟气侧偏差情况,应该说基本上是相同的,问题在于末级再热器所采用的材料,国外均采用了SA213  Tp-304H奥氐体的耐热不锈钢,该钢材的抗氧化温度可以高达704℃,所以从末出现过超温爆管等事故,这就说明既然烟气侧的偏差是难易彻底消除的,只要选用合适材料,同样可以保证锅炉爱压部件的长期安全运行。

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