锅炉高温过热器弯管的失效分析
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锅炉高温段过热器管爆管原因分析及预防引言随着锅炉的普及和应用,人们对锅炉安全和运行的考虑也越来越多。
传统的锅炉高温段过热器管一旦发生爆管,就会造成重大的财产和人员的伤亡。
因此,对于锅炉高温段过热器管的爆管原因分析和预防显得尤为重要。
锅炉高温段过热器管爆管原因分析综合性原因1. 腐蚀过热器区域的金属管子会受到环境气体的腐蚀,导致管壁变薄,从而失去了承受压力的能力。
2. 疲劳经常在高温下工作的过热器管由于受到持续的热膨胀和冷缩作用,会经历多次的压力变化,从而导致管子的疲劳破坏。
3. 金属脆化当管子处于高温状态下,金属会受到高温的影响,导致硬度和韧性降低,从而在承受压力的时候发生运动破裂。
4. 缺陷引起的破损过热器管在制造和加工过程中可能会存在一些缺陷,这些缺陷在高温和高压的作用下容易发生破损。
组成部分原因1. 气侯原因气侯原因是高温段过热器管爆管的重要原因,特别是在环境气体腐蚀严重的情况下,会导致管子的不可逆损失并在产生内外腐蚀后发生破裂。
2. 运行水质问题运行水质问题也是过热器管爆管的原因之一,水中的化学物质、氧和碳酸盐等物质会使管壁腐蚀和脆化。
3. 工艺因素工艺因素包括了制造、加工、装配和运行过程中的各种评估和监测测量等问题。
如果工艺不到位,或者管壁厚度不符合要求,也有可能发生管子破裂。
实际中的案例分析实例一一座已经运营四年的燃煤锅炉,出现了高温段过热器管破裂的故障,造成了一个巨大的爆炸。
经过分析,发现裂纹萌生于焊接接头。
原因在于过热器管量具的设置不够有效,工艺导致焊接接头存在缺陷,加上较高的运行温度和压力作用下,导致管子破裂。
实例二一座锅炉的水壁管壁在运营三十年后,发生了不可修复的裂纹,原因在于长时间的水侵泡腐蚀,管壁变薄导致管子破裂。
锅炉高温段过热器管爆管的预防管理措施1. 定期检查修复对高温段过热器管的检查和修复非常重要,定期检查和有效的修复可以避免管子发生破损。
2. 安装监测装置在管子中安装温度计、裂纹探头等监测装置,可以及时发现管子的情况和管理问题。
锅炉高温过热器爆管原因分析及措施摘要:合理地配置供热热源,优化选择工业锅炉容量和台数,同时优化运行调整模式,是解决锅炉低负荷运行问题的有效措施。
通过爆口宏观形貌分析、化学成分分析、显微组织观察、力学性能试验,认为T91钢高温过热器早期失效的原因是管子内存在异物堵塞,管子长期过热后加速老化,性能下降,最终导致爆管,分析堵塞原因并提出了相应对策。
通过对化学成分、力学性能、金相、能谱、扫描电镜结果的分析诊断,找出了高温过热器爆管失效的原因,提出了预防措施。
关键词:锅炉高温;高温过热器;爆管原因引言高温过热器管作为锅炉四大管道之一,其作用是将饱和蒸汽定压加热到过热蒸汽。
过热器是锅炉最复杂的受热面,受热面管壁温度高,管内蒸汽温度高,高温烟气除了受热面进行对流换热外,还对受热面进行辐射换热。
当受热面受到烟气腐蚀、高温腐蚀或者锅炉结构不当导致受热面管内壁通流流量减小时,往往会使部分管壁超过许用温度,热稳定性下降,甚至造成受热面管壁过热、爆管等。
过热器对锅炉的安全性和经济性有着重要意义,它的运行工况不仅决定着主蒸汽品质的高低,而且关系着锅炉的安全运行。
1锅炉高温过热器爆管的重要性锅炉受热面管寿命受其煤质质量、烟气流程条件、运行工况、汽水品质的影响,爆管事故较多。
据统计,2009年由于燃煤紧缺,煤质大幅下降,锅炉实际燃用的煤种严重偏离设计煤种,造成锅炉运行工况变差,致使锅炉因超温、高温腐蚀、磨损等原因爆管不断,全年牡丹江第二发电厂7台机组,锅炉受热面共发生了9次爆管事故,其中#7炉高温过热器在短短的3天内发生爆管事故2起,严重影响机组的安全经济运行。
对其它受热面管不留死角的进行全面检查,并对有怀疑超温的高温过热器管进行取样分析。
由于整圈管子的质量已受其影响,表面过热起皮,受损严重,故对该圈管子更换处理。
建议合理布置受热面管壁温度测点,严格监视受热面管壁温度的变化,防止事故发生及扩大。
加强对高温过热器的外壁损伤宏观检查,对管屏变形情况及时矫正,防止损伤和变形部位受到局部过热,更换壁厚减薄严重的管段。
高温过热器爆管失效分析孙晶晶顾全斌(无锡华光锅炉股份有限公司,江苏无锡214028)摘要:某公司高温过热器炉管的弯头在累计服役3万小时后发生爆管,本文对失效部位取样,进行了金相分析、断口扫描电镜分析和腐蚀产物能谱分析,最终确定是由于长期过热导致该弯头发生失效。
关键词:过热器;爆管;失效分析1.背景介绍某公司一台锅炉于2013年投入使用,2017 年进行停工检修,重新投运开始升温升压时发 现有泄漏迹象,检查发现髙温过热器炉管从左 往右数第53根管子的弯头处(位于第二层管子 上的弯头)产生爆管失效,位置如图1所示。
该高温过热器之前没有失效历史,这是首次发生。
管内介质为高温蒸汽,内压为9.8MPa,失效部 位处的管内温度为400X:~ 500°C,管外温度为 1000X:左右,管子材料为12CrlMoVG,尺寸规 格为4*42 x5。
该锅炉已累计运行30660小时。
图1发生爆管的弯头2.宏观检查弯头处破裂形状呈张开的鱼嘴型,而且断 口粗糖,在爆口的一端有一条沿轴向分布的裂 纹,如图2所示。
断口边缘有很多沿周向分布的 轴向裂纹。
在破裂处内壁有一层氧化皮,爆口处外壁没有氧化皮,如图3所示。
爆口长75mm,最 大张口宽47mm,边缘钝厚,最薄约2.11mm,对 应内弧处壁厚为5.26mm。
从宏观检查来看,爆 管具有典型的长期过热导致的失效特征。
图2弯头外壁轴向裂纹图3弯头内壁的氧化皮3■金相分析从失效部位切取试样,镶嵌后进行打磨、拋 光和4%硝酸酒精溶液腐蚀之后进行金相观察 [1_3]。
图4所示:很多从外壁起裂的蠕变裂纹,有 的裂纹较深,有的裂纹很浅。
图5所示:裂纹附近有蠕变孔洞,而且有些蠕变孔洞已经连接起 来形成内部裂纹。
图6所示:裂纹为沿晶形式, 且珠光体球化情况比较严重,其晶粒大小不均, 分布较不均匀。
从而可以推断,爆口处过热比较严重。
图4外壁起裂的蠕变裂纹图5裂纹部位产生蠕变孔洞(200X)图6裂纹沿晶界扩展且珠光体球化现象严重(500X)4.化学成分分析分析(见表1),结果符合标准GB/T5310-2017在失效部位切取一小块试样进行化学成分《髙压锅炉用无缝钢管》[4]。
某燃气锅炉过热器管失效分析及预防措施李均昊,刘宏村,雷正义(眉山市特种设备监督检验所,四川眉山620000)摘要:针对某100t/h 燃气蒸汽锅炉在安装调试运行阶段低温过热器管泄漏事故,通过采用渗透检测、力学性能试验、金相分析、扫描电镜及能谱分析等检测方法,对该锅炉低温过热器管泄漏原因进行了试验分析,提出了该类型锅炉在制造或安装阶段质量控制的优化方案,对同类型锅炉制造和安装质量控制及检验检测提供了一定的参考依据。
关键词:低温过热器;失效分析;裂纹;扫描电镜;金相分析;能谱分析中图分类号:TM621.2文献标志码:B文章编号:1671-0320(2024)02-0047-050引言锅炉过热器管在运行过程中,其外部承受着高温作用,内部承受着因各种压力而引起的应力以及制造和焊接过程中残留的应力。
过热器管在锅炉整个运行过程中所受的力是非常复杂的,因此要求过热器管材料必须具备有足够的热疲劳强度、蠕变强度、良好的冲击韧性、抗氧化性、组织稳定性和热加工工艺性以及良好的焊接性[1]。
12Cr1MoVG 钢材是目前亚临界以下电站锅炉低温过热器管广泛采用的制造材料,该钢材具有较高的抗氧化性及热强性,以及良好的工艺性与焊接性能。
某公司新安装一台燃气蒸汽锅炉(锅炉型号:NG-100/4.0/400-Q ),低温过热器管规格d 42×4mm ,材质选用GB/T 5310—2017《高压锅炉用无缝钢管》中提出的12Cr1MoVG 钢材。
在168h 试运行阶段,低温过热器管发生泄漏事故。
经宏观和渗透检测,发现裂纹均为横向裂纹,且均出现在弯管处,过热器外观无异常情况。
在电站锅炉中,12Cr1MoVG 钢材的失效原因多为过热器长期处于高温状态下运行而引起的过热、疲劳开裂、高温氧腐蚀、高温蠕变等失效模式而导致的韧性或脆性断裂。
然而在锅炉安装试运行阶段发生泄漏事故实属罕见,因此在锅炉制造及安装过程中,从采用的材料和制造工艺2个方面进行失效分析,对保障电站锅炉安全稳定运行具有重要意义。
过热器管道损坏故障的现象、原因及解决办法
现象:
1.蒸汽流量不正常小于给水流量。
2.炉膛负压不正常减小或变正压,严重时由不严密处向外喷汽;
3.过热器附近有明显的响声;
4.排烟温度降低;
5.过热器烟道两侧温差增大,损坏处后烟温降低,烟色发白;
6.引风机电流有所增大;
7.过热蒸汽温度发生变化,汽压稍有下降;
8.损坏严重时,过热器汽压下降,汽包与过热器出口差压增大。
原因:
1.蒸汽品质不合格,引起过热器管内结垢腐蚀;
2.管内被杂物堵塞,蒸汽流量不均;
3.燃烧调整不当,使火焰中心低斜或上移;
4.启、停炉过程中排汽量不够,使过热器管过热超温;
5.炉内结焦或垃圾改变使烟温升高;
6.设计、安装、制造、材质、焊接质量不良;
7.过热器长期超温,使材质特性改变;
8.低负荷时,减温水忽大忽小,使过热器内发生水塞而引起局部过热;
9.点炉过程中,没有及时投用减温水致使过热器超温。
如何处理?
1.泄漏不大时,可降低负荷,维持短时运行,加强检查泄漏情况,监
视水位、汽温、汽压,报告值长申请停炉;
2.损坏严重时,应立即停炉,以防事故扩大;
3.停炉后关主汽门,保留引风机运行,抽除炉内烟气、蒸汽后再停运。
浅谈锅炉过热器管失效原因与应对措施过热器管子失效是锅炉常见故障之一,引起过热器管子产生失效的原因有多种因素,可以归纳为两个方面:一是制造方面的原因比如:如锅炉严重缺水,水处理不达标,水循环不畅等。
上述这些原因造成的过热器管子变形及破坏问题已有一些作者进行了分析和论证,这里不再赘述。
在此,我们指出一个当前经常被人们忽视的问题:锅炉低负荷运行是引起过热器管子变形及破坏的原因之一。
在多年的检验工作中发现,一些企业的锅炉长时间处于低负荷运行状态下,实际运行负荷只有锅炉额定负荷的30%~50%,并且存在这样一种认识;锅炉在低负荷下运行安全系数较大,不会对锅炉有什么危害,甚至可以延长锅炉使用寿命。
但是,实际情况并非如此。
例如,某单位一台蒸发量为每小时35吨的锅炉,过热器出口蒸汽温度为450℃,压力为3.9MPa的锅炉,亦在材料先用正确,水处理基本良好(无水垢),未发生过缺水等异常事故的情况下,由于每天都有8小时左右的时间,锅炉在仅为30%额定蒸发量的低负荷下运行,新锅炉投入使用仅8个月,就有40%左右的过热器管子产生挠度400mm-800mm的严重弯曲变形,其中有2根管子严重胀粗,胀粗量为13%,管子外表面亦产生了明显的蠕胀裂纹。
此种例下还有些不再多述。
对此我们经过分析认为,锅炉较长时间处于低负荷运行状态,尤其是超低负荷运行,非但不能保证锅炉的安全性,延长使用寿命,而这些是造成过热器管严重变形及破坏的原因所在,下面从热工观点进行简要分析。
我们知道,蒸汽在连续不断地流运过程中,通过过热器被加热,升温,成为具有一定过热度的过热蒸汽,而过热器金属壁靠流动及时将高温烟气给予的热量带走,使壁温保持在金属允许工作温度范围内,从而保证过热器长期可靠地工作。
如果金属管壁温度增高/金属机械性能下降,当壁温超过强度计算允许的最高温度值时,过热器的安全可靠性就会失去保证,甚至破坏。
从热平衡角度看,过热器管温度的高低,是烟气放热与蒸汽及热两者平衡的结果,即过热器管壁温度的高低取决于烟气放热量与蒸汽吸热量的大小,当高温烟气掠过过热器所放出的热量与蒸汽流过管内所吸收的热量相等时,过热器处于某一温度水平,此时管壁温度为一定值;当锅炉负荷变化时,烟气放热量和蒸汽吸热量也随之发生变化,如果烟气的放热量大于蒸汽吸热量时,过热器的温度将升高,反之则降低,直到建立起新的热平衡时为止。
启动锅炉过热器弯头断裂失效原因分析摘要:某电厂启动锅炉过热器弯头发生泄漏,经停机检查发现过热器弯管外壁呈断续开裂形貌,大部分裂纹位于中性面区域。
通过对该弯头进行宏观检查、金相分析及硬度检测,发现裂纹为沿晶氧化腐蚀形貌且弯管硬度高存在残余应力现象,判断裂纹为应力腐蚀裂纹。
通过对该过热器弯头断裂原因的分析能在极大程度避免该类事故的发生,对发电机组的安全运行提供了有力的技术支持。
关键词:加工硬化沿晶氧化腐蚀应力腐蚀1、失效情况介绍启动锅炉高温过热器开裂弯头(图1)材质为12Cr1MoV,管内介质温度328℃,压力1.3MPa,服役时间仅十几天就发生了开裂失效,在此之前一直处于停炉保养状态。
2.3金相分析在开裂处制取金相试样,磨制抛光后观察,发现主开裂两侧有多条内壁裂纹(图4),其中一条已贯穿整个壁厚,大部分为内壁较浅的裂纹。
浸蚀后观察显微组织,内壁有较浅的脱碳层(图5),且裂纹旁有较多沿晶微小裂纹,内部的裂纹形貌见图6,沿晶氧化特征明显。
组织为铁素体+珠光体,部分珠光体沿晶界条带状分布(图7),裂纹处的珠光体有脱碳迹象(珠光体中的Fe3C消失,珠光体还原为铁素体)。
图7:微小裂纹放大后形貌2.4硬度检测在弯头开裂截面的内弧及中性面进行小负荷布氏硬度检测,内弧处为208HBW,中性面位置为186HBW,都高于直段的硬度(160HBW),且超过DL/T438-2009的硬度推荐范围(135~179HB)。
3、综合分析硬度检测表明,冷弯后材料存在较明显的加工硬化,导致硬度升高的同时,还会使内弧出现残余拉应力,一般通过回火处理就可以降低其硬度并消除大部分残余应力。
DL/T939-2005《火力发电厂锅炉受热面监督检验导则》中规定弯曲半径小于1.5倍公称外径的管子应进行热弯,如果冷弯应在弯制后回火处理,对弯曲半径大于 1.5倍公称外径的管子未作规定,可以理解为冷弯后不需回火处理。
从这个意义上讲,该管成形工艺不存在问题,但加工后硬度超标。
呼和浩特热电厂3号炉高再TP347H弯管失效分析作者:李为刚苏怀银来源:《城市建设理论研究》2014年第10期摘要:对呼和浩特热电厂3号锅炉高温再热器进行了取样试验。
主要工作内容包括钢管材料质量检验、弯管弯制质量检验及开裂样品的断口分析。
试验结果及综合分析表明:晶粒较细的1、4、5、7号管样的各项材质检验结果均符合相关标准要求;晶粒较粗的2、6、8号管样除晶间腐蚀试验不合格外,其他组织性能试验结果均正常;晶粒较粗管样的硬度和强度明显低于晶粒较细的管样;各弯管样品的弯制质量均满足标准要求,但存在横截面不圆现象;开裂样品的失效模式属于沿晶的应力腐蚀开裂。
关键词:高温再热器弯管应力腐蚀中图分类号:TM62文献标识码:A1 概况呼和浩特热电厂3号锅炉是大型国有企业自主设计开发、制造的超临界350MW锅炉。
锅炉蒸发量为1140/h、过热器出口蒸汽压力为25.4MPa、过热器出口蒸汽温度为571℃、再热器出口蒸汽压力3.931 MPa、再热器出口蒸汽温度569℃的超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次再热、前后墙对冲燃烧、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全悬吊Π型锅炉。
2011年1月22日呼和浩特热电厂3号机组168试运刚结束,锅炉高温再热器第22屏第4圈弯管发生开裂泄漏迫使机组停运检修,打破了168后连续运行的计划,给我厂和施工单位以及锅炉生产厂造成了极大的影响。
为了找到高温再热器弯头开裂的原因及全面掌握高温再热器管子的材料质量状态,我厂对3号锅炉高温再热器进行全面取样试验分析。
3号锅炉再热器分为低温再热器和高温再热器,其中高温再热器布置于水平烟道内,采用逆顺混合换热布置,高温再热器沿炉宽排列65片,横向节距为230mm,每片管组采用8根管。
高温再热器出口段材质为TP347H,规格为Φ51×4.5mm。
3号锅炉高温再热器弯管发生开裂时累计运行656小时启停19次,运行过程中没有发生超温干烧的现象。
锅炉受热面管失效分析及其预防措施摘要:受热面管作为工业锅炉的基础部份,是由多个管件构成,在工业生产创造的过程中发挥着给汽、水界面提供烟气热量的作用,所处的环境复杂、恶劣,虽然随着科学技术水平的提高,各种新材料、新设备、新技术层出不穷,在一定程度上改善了锅炉的环境,但由于炉内流动、传热、燃烧过程等参数的不确定性,导致时常发生锅炉受热面管失效问题,从而极易引起安全事故。
因此,深入分析锅炉受热面管失效的原因,从中探索合理有效的预防措施,对保障锅炉的有序与经济运行具有积极的意义。
关键词:工业锅炉;受热面管;失效;预防措施引言工业锅炉受热面管由多根管道组成,在工业锅炉的运作中起着十分重要的作用。
水或者汽水混合物在受热面管内流过,烟气及热辐射等各种热量以对流传热的方式将热量传递给管内工质。
近年来,虽然锅炉创造技术水平不断提高,但其往往在复杂恶劣的环境下,炉内的烟气流动、传热和燃烧过程等不确定因素不少,时常会使受热面管处于腐蚀、冲刷、高温、高压的状态,最终造成失效损伤,影响锅炉的运行,引起安全事故。
一、工业锅炉受热面管失效的原因1.1 结垢结垢浮现的原因有不少,其中最直接因素水处理设备失效或者水处理过程操作不当,导致水中钙离子和镁离子的浓度过高,超过其溶解度而附着在管壁上。
受热面结垢所带来的影响极大,其会使得受热面管传热性能变差,普通水垢的导热系数惟独钢铁导热系数的 10%,也就是说, 1mm 的结垢附着在管壁上时,相当于对钢管加厚了几毫米甚至更多,大大增加了受热面管热阻。
随着水垢的不断增厚,管壁得不到有效冷却,使得管壁长期处在过热的状态下,会使得钢管的抗拉强度不断下降,更为严重会产生过热、管胀、变形、爆管、蠕变损伤的现象。
1.2 水循环故障(1)停滞和倒流。
同一循环回路中,由于各上升管受热不均匀时,受热弱的上升管产生运动压头小,甚至不能维持最低循环流速,造成停滞。
而当受热严重不均匀时,受热强的上升管中汽水混合物流速过大,而产生抽吸现象,造成倒流。
锅炉高温过热器弯管开裂事故浅析摘要:当前环保部门对发电企业烟气排放指标要求越来越严格,脱酸反应塔作为锅炉烟气处理系统中关键设备之一,其运行效率对烟气中酸性物质特别是HCL影响较大。
石灰浆液的雾化效果及反应塔出口温度是脱酸效率的主要影响因数,通过对设备进行必要的技改和提高运行控制措施可以满足脱酸要求,保障企业维持安全、环保、稳定运行。
关键词:烟气反应塔脱酸效率措施1 前言某1×53.6t/h锅炉作为焚烧炉余热利用配套锅炉,该企业是国家环保部门重点监控的环保项目,其烟气排放指标是影响锅炉长期稳定运行的重要监控参数。
该锅炉布置见“图一系统布置示意图”,焚烧炉燃烧产生的烟气经余热炉水冷壁、过热器和省煤器吸热后经反应塔、除尘器、引风机、烟囱排向大气。
该烟气系统脱酸采取半干法+干法的处理工艺脱酸,半干法为石灰浆液通过雾化器,或雾化器检修时通过反应塔上部布置的四支喷枪对浆液进行雾化;干法为石灰浆液不可使用时从反应塔后烟道上安装的干粉喷射系统直接喷射石灰干粉脱酸。
图一、系统布置示意图在烟囱的排放管道上安装有烟气在线监测系统,该系统与国家环保监测平台直接联网进行实时监控,烟气排放指标若出现不达标情况,国家环保监测平台将会根据情况发出预警、督办或处罚通知,严重时责令停产,因此确保烟气达标排放是企业生产运行的首要任务,HCL是其中一项重要监测参数,也是比较不易控制的参数。
2 存在的问题正常运行时烟气中HCL等酸性物质,主要通过与石灰浆液进行化学反应除去,为了提高去除效果,使浆液经高速旋转的雾化器将石灰浆液雾化成10µm左右的小水滴,雾化后的浆液与烟气进行充分混合以达到去除效果,一般可以达95%以上。
但运行中石灰浆液因存在一定杂质易堵塞管道或雾化盘磨损等情况均会影响雾化器正常运行,若出现该情况须对雾化器进行检修清理或更换。
雾化器更换或检修时烟气排放指标尤其是酸性物质经常超标,对企业正常生产带来严重影响。
电厂锅炉过热器管失效分析摘要:在电厂锅炉中,过热器是十分重要的设备,但是过热器运行环境恶劣,容易发生爆管失效事故,进而影响机组正常运行.。
对此,本文首先对电厂锅炉过热器管的失效模式进行介绍,然后对过热器管失效控制措施进行分析,并以某电厂锅炉过热器管失效故障为研究对象,对过热器管失效模式以及控制措施进行详细探究.。
关键词:电厂锅炉过热器管;失效模式;失效控制1 引言电厂锅炉技术水平不断提高,但是在大规模高强度使用中,锅炉故障发生率比较高,其中,过热器管道失效故障比较常见.。
过热器管所处位置比较特殊,需长时间受到高温、過热水蒸汽影响,对于过热器管材料质量的要求比较高.。
如果过热器管失效,则应对故障问题产生原因进行分析,并采取有效的控制措施,由此可见,对电厂锅炉过热器管失效问题进行深入研究意义重大.。
2 电厂锅炉过热器管的失效模式过热器管失效指的是其无法发挥正常的使用功能,失效模式指的是失效的具体表现形式,即失效现象.。
在电厂锅炉中,过热器的使用功能是過热饱和蒸汽传输至联箱,并进入汽轮机做功,如果炉管出现裂缝甚至爆裂,则会造成过热器管失效,其原理为断裂失效.。
根据失效时所表现出的失效形态,可将断裂分为韧性断裂、疲劳断裂、脆性断裂等.。
锅炉过热器管失效模式所对应的失效类型如图1所示,在锅炉生产运行中,过热器管的失效形式比较复杂,在对失效故障进行分析时,要求综合考虑锅炉运行现场实际情况准确判断失效类型,并采取针对性改进措施.。
图1 过热器管的失效模式3 电厂锅炉过热器管失效控制措施在锅炉过热器管使用中,造成过热器管失效的原因比较多,其中断裂问题比较常见.。
对此,在过热器管失效控制方面,在设计、制造、安装以及运行中,都必须加强监控管理,比如,在设计环节综合考虑热偏差因素,在制作過程中加强原材料控制以及焊接质量控制、在运行過程中避免出现超温问题等.。
为了有效控制锅炉过热器管失效问题,还应注意以下几点:(1)根据国家规定、电厂生产实际情况,制定锅炉过热器管运行检修方案,加强材料控制,尤其需重点检查管件焊接施工质量.。
锅炉运行过热器管损坏异常现象和原因分析及其处理措施
一、过热器管损坏异常现象
1、蒸汽流量不正常地小于给水流量;
2、损坏严重时,锅炉汽压急剧下降;
3、锅炉出口负压偏正,严重时由不严密处向外喷汽;
4、过热器后烟气温度低或两侧温差大;
5、过热蒸汽温度发生变化,进口侧漏,汽温高;出口侧漏,汽温低;
6、过热器泄漏处有响声。
二、过热器管损坏异常原因分析
1、化学监督不严,汽水分离器分离不好导致蒸汽品质不良,过热器管内结垢,引起管壁过热;
2、点火升压中操作不当,过热器汽量不足,引起过热;
3、平时运行温度过高,操作不当引起过热;
4、减温水通水量过大,减温水管泄漏,在过热器中产生水塞,造成局
部过热;
5、过热器材质不符合标准,制造安装不良;
6、过热器管被杂物堵塞;
7、飞灰磨损严重,年久失修,管材蠕变。
三、过热器管损坏异常处理措施
1、适当降低负荷,解列减温器;
2、必要时开启过热器及主蒸汽管道上的疏水;
3、汇报生产部主管领导及当班值班长。
锅炉高温过热器弯管的失效分析发布时间:2022-06-10T08:39:18.179Z 来源:《工程管理前沿》2022年第4期作者:田策[导读] 从宏观角度来看,锅炉内部高温过热器管断口的位置正好穿过炉壁,田策大唐清苑热电有限公司 071000摘要:从宏观角度来看,锅炉内部高温过热器管断口的位置正好穿过炉壁,准确的说高温过热器断口正好在抗磨条焊缝端部,呈横向。
高温过热器弯管的管段整体膨胀及减薄状况并不明显,且无脆性断裂的情况发生。
断口看上去较为光滑平整,但是仍有疲劳裂纹扩展区的存在。
弯管的内壁未出现结垢和腐蚀等问题,但抗磨条的侧壁位置存在一些吹损问题。
抗磨杆与管壁间焊缝末端周围有很多堆焊过程形成的凸块。
关键词:锅炉高温;过热器弯头;失效分析研究一、试验1.锅炉高温过热器弯管化学成分检测本次检测是使用定量光谱仪对弯管爆轰管段的化学成分进行检测,选取检测问题是25摄氏度。
按照2017年国标的《高压锅炉用无缝钢管》标准要求来对检测成分进行比对,最终检测得知防爆管段内的化学元素含量都在国标准表要求的范围内,符合要求。
2.管道金相分析把断裂两边的管道进行解剖,先用采用600#平版砂纸将其抛光,再使用金刚石抛光剂对解剖出来的样品来进行二次机械抛光。
然后用4%的硝酸-乙醇溶液来对样品进行蚀刻。
蚀刻完毕以后,使用无水乙醇来对管道进行清洗,然后用吹风机把管道吹干。
最后再利用金相显微镜来观察样品内部的微观组织结构。
然后根据对应的钢化球评级标准来给样品进行等级划分。
(1)断口边缘金相组织为铁素体和碳化物,球化等级为4~5级;距断口3mm处的金相组织为铁素体、碳化物和少量珍珠岩,球化等级为3~4级。
断口(抗磨棒侧面)8mm和15mm处的金相组织为铁素体、碳化物和少量珍珠岩,球化等级为3级。
(2)距离断口2厘米和3厘米位置的金相组织由铁素体、碳化物和珠光体构成,该处的球化等级是3级。
3.弯管断面的硬度和拉伸试验首先,硬度试验。
锅炉高温过热器弯管的失效分析
摘要:随着社会经济的发展,我国的工业化进程有了很大进展,对锅炉的应用也越来越广泛。
锅炉工作在高温高压环境中,锅炉受热面广泛接触烟、火、水、蒸汽等物质,这些物质在一定条件下会加速锅炉部件的腐蚀;在锅炉爆管事故中,过热器管、管子等小管子部件引起的停炉事故损失最大,因此分析锅炉受热面管在各种复杂工况下的安全运行对整个锅炉机组的连续运行具有重要意义。
本文首先分析了锅炉受热面管失效原因,其次探讨了避免锅炉受热面管失效的手段,以供参考。
关键词:锅炉高温;过热器弯头;失效分析研究
引言
随着国家经济的不断发展,大容量高参数的机组成为主流,超临界机组已经在火电行业普及开来。
高温蒸汽与锅炉金属管壁发生氧化反应,产生氧化皮附着在内壁,氧化皮与金属基体存在膨胀系数差异。
当达到一定厚度就会随着工况的波动脱落并堆积,造成管壁超温,最终引起爆管事故。
生物质发电机组单机容量小、参数较低,在制造、安装和运行过程中的金属监督容易被忽视,使得一些金属部件在服役时发生早期失效的问题,导致机组停运带来重大的经济损失,也会严重损害锅炉设备的使用寿命。
为保证机组的稳定运行,有必要分析其脱落的原因,并提出有效可行的防范措施。
1锅炉受热面管失效原因探究
1.1管壁结垢问题
锅炉受热面管壁结垢问题是导致其失效的重要原因。
因为管路受热面管道壁结垢现象能够引发管道热阻的上升问题,影响管壁的传热效果。
水垢产生的原因是高温环境下,盐发生反应形成的。
水垢的导热系数往往比金属要小。
因此若这些水垢附着在管壁上,就会影响管壁的传热效率。
同时引发排气温度上升。
而当
这些氧化皮污垢厚度达到1mm时,不仅会引起燃料消耗,还可能因为管壁温度过高引发管壁膨胀及爆炸问题发生。
管壁结构结垢原因分析:当温度升高时,锅炉内部的省煤器及其汽包内部的某些物质的溶解度会随着下降析出。
锅炉结垢的污垢主要是由钙镁盐构成的,完全符合这一解释。
锅炉内部的水实际上会在锅炉内蒸发凝结,而里面的钙镁盐因为溶解度降低而析出形成固体更难溶解的沉积物,部分会附着于内壁上面。
1.2氧化皮剥落原因分析
壁温是锅炉受热面运行状况监测的重要参数之一。
壁温测点一般安装在大包里,通过集热块将热电偶焊接在各受热面管穿顶棚进入出口蒸汽联箱之间的管段上。
实际运行时,各个壁温值代表的是对应各管出口的工质温度,锅炉厂一般通过设置壁温的报警值来进行受热面的安全控制,该值是以保证受热面炉管的持久强度为目标设定的,并未考虑对金属管内壁氧化皮生成速度的影响,末级过热器的壁温报警值为617℃,在正常的运行控制中,基本不存在壁温超限的情况。
从启动至泄漏前,锅炉的主蒸汽参数突然升高,产生一次较大幅度的波动,为了控制超温,大量减温水的投入使得高温过热器温度骤变。
1.3金属壁温监测装置未安装
锅炉经常性处于超负荷运行状态,高温过热器管未安装金属壁温监测装置,使高温过热器长期超温运行而未被发现。
1.4受热面管道腐蚀
常见腐蚀有两种,即氧腐蚀和低温硫腐蚀。
首先,氧腐蚀。
氧腐蚀经常出现在省煤器内壁、进口及距离给水管、烟管和烟管距离近的位置。
氧腐蚀产生的根本原因是水环境中氧气的存在。
锅炉内有氧气存在的最主要方式就是:锅炉内部除氧不到位、锅炉未运行时空气流入等。
一般而言,供水越多氧腐蚀问题越厉害。
其次,低温硫腐蚀。
这种腐蚀出现在省煤器外壁。
因为低温硫量高的煤器外壁遇到过热空气系数的情况下,会引发烟气露点升高的问题,提升外壁的被腐蚀性。
2避免锅炉受热面管失效的手段
2.1保证锅炉内部水质,减少结垢问题
减少结垢问题发生的最根本的途径就是保证锅炉内水质,使其符合《工业锅炉水质标准》要求。
常见的锅炉水质处理方式是利用炉外化学处理法来减少水中的钙离子和镁离子浓度,避免结垢出现。
2.2锅炉启停过程中的防控措施
启炉过程中,严格控制温升速率不大于2℃/min,升压速率不大于0.2MPa/min;机组并列时,控制主蒸汽压力不小于5MPa;机组冲转前,合理控制冲转参数;当主、再热蒸汽温大于360℃,缓慢投入减温水控制汽温平缓,切不可通过大量投入减温水的手段快速降低主蒸汽温度。
停炉过程中严格控制主、再热蒸汽温降速率。
深度滑停时,主蒸汽温度不得低于430℃。
锅炉灭火后,维持30%风量炉膛通风吹扫10min后,关闭烟风系统所有挡板进行闷炉,尽可能延长停炉后的自然冷却时间,避免为抢工期提前冷却通风的情况发生。
2.3保证煤质
必须通过燃煤质量的控制来提升燃煤品质,减少燃烧后的烟气量,进而减少磨损问题发生。
同时还需保证烟道断面布置的合理性,适当降低锅炉运行风量,控制烟气流速,减少磨损。
同时做好点检维修工作,及时更换存在问题的附件。
不要将吹灰器对准管道。
DZ锅炉燃烧稻壳的方式有几种:将稻壳的进料方式改为链条炉。
如上所述,飞灰量与燃料过度投资率有关,通过减少高负荷运行时间可以减少磨损。
由于烟气入口的影响,最严重的磨损距离管端约50mm。
管端采用套筒设计,方便磨损更换。
还要及时消除水垢,避免水垢松散造成的磨损及管体损坏问题发生。
2.4加强对奥氏体不锈钢弯头部位的监督管理
由于国内很多制造厂家对奥氏体不锈钢冷加工成形后未经固溶处理,应加强对奥氏体不锈钢弯头部位的监督管理。
尤其对奥氏体不锈钢弯头等冷加工变形严重的部位及严重积灰部位重点管理在停炉或检修期间定期清除弯头的积灰加强对弯管表面尤其是内弧外表面宏观检查和表面探伤发现裂纹缺陷及时更换。
2.5锅炉检修期间的防控措施
停炉期间,对锅炉末级过热器、末级再热器的重点区域进行管壁测厚和氧化皮积存量的无损检测,当受热面管子内氧化皮堆积高度超过1/3时,进行割管清理,以保证机组下次启动安全稳定。
增加末级过热器、末级再热器高热负荷区域的壁温测点,保证每排管子上至少有4~5个测点,增强机组运行期间对管壁温度的监视,发现超温及时采取措施。
定期对末级过热器的高温区域进行割管取样,对其内壁氧化皮生成情况进行评估,视情况制定治理措施。
2.6采取受热面管道防腐措施
首先,防氧腐蚀。
根本途径就是保证除氧到位。
为了提升除氧效果,通常会选择采用化学除氧和除氧剂相结合的方式来除氧。
常见普通除氧器,则是通过降温的方式来降低氧气溶解度,进而减少水中溶解氧浓度。
目前,由于成本和技术问题,真空脱氧、分析脱氧等方法并不流行。
由于使用的试剂成本较高,化学脱氧通常用作脱氧剂的辅助手段。
把二胺等试剂放到水中来达到除氧的目的。
结语
总而言之,文章重点对锅炉内部锅炉高温过热器弯管的失效原因进行了分析,得出了引发锅炉问题的几个关键因素。
并有针对性地列出了一些可行的解决措施。
建议锅炉应避免经常性超负荷状态运行,高温过热器应加装金属壁温监测及联锁保护装置,加强受热面温度偏差监视,防止炉膛工况变化引起受热面超温,对现有材质老化的高温过热器受热面进行更换,以确保锅炉的安全运行。
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