锅炉受热面管子事故分析
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锅炉受热面爆管原因分析及防范策略关键词:电厂;锅炉受热面;爆管原因;防范措施1、锅炉受热面爆管概述锅炉受热面爆管指的是锅炉运行的过程中突发的管道暴烈,一般伴随着较为明显爆破声和喷射而出的水及水蒸气。
此时,锅炉的气压表、水流量表、蒸汽流量表等均出现异常,锅炉炉膛内的燃烧方式也由负压燃烧变为正压燃烧,炉烟和蒸汽也从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。
由于管道劈裂,锅炉管道系统内的气压出现异常,由于气压过低因此锅炉内的水位难以维持正常,锅炉内部炉膛的温度开始逐渐降低,排烟温度随着降低,严重时可引起炉膛灭火,造成锅炉燃烧效率降低,灰渣斗内灰量增多且伴随有湿灰。
锅炉受热面爆管出现问题时能直接引起锅炉系统运行异常,造成锅炉引风机负荷增加,电流变大,锅炉系统安全性受到影响[1]。
2、火电厂锅炉受热面爆管的原因分析2.1受热面材设计不达标导致爆管锅炉受热面是进行能量转换的重要工具,一侧的金属面需要在较为苛刻的条件下工作,而另一侧则需要两种不同的介质传递热量,这样的情况下自身设备会承受较大的负荷,而且自身工作又比较复杂,想要确保其稳定工作需要承担较大的负荷。
在这样的条件下使得其工作具有一定的特殊性,同时还对于设备的自身材料具有较高的要求,在进行设计工作的过程中相关人员需要结合实际情况做好相关内容的改善,从而设定较为明确的锅炉运行参数,同时还要考虑到自身工作的一些问题,如负荷情况以及材料的耐热性、强度以及韧性等。
如果受热材料没有达到相应的标准,在整个运行的过程中往往会因为实际温度过高从而导致管出现变化,在这样的情况下其会受到高压作用最终导致爆管,这也充分说明材质具有一定的重要性。
2.2受热面管焊接因素锅炉受热面管应用与锅炉系统中的不同部位,受热面管子与锅炉设备之间需要焊接连接,来提高受热面馆和锅炉之间的整体性与稳定性。
锅炉受热面管焊接口、焊接缝的处理等质量不达标,受热面管设计不够规范等都会造成受热面管承受高温高压荷载的能力降低。
热电厂燃煤锅炉事故案例事故经过:某热电厂4号锅炉发生爆炸事故,锅炉的前墙水冷壁和卫燃带附近共25根管子产生变形,其中一根管子爆裂,爆口附近约20根管子不同程度变形。
事故发生后,紧急停炉并进行抢修。
事故原因分析:1)水冷壁管严重腐蚀减薄。
该炉已运行30年,虽然近几年进行过停炉检查,但未对水冷壁管进行更换维修。
通过对水冷壁管进行壁厚检测,发现大部分管段壁厚减薄在1~2mm左右,最薄处仅有1.2mm。
由于水冷壁管严重腐蚀减薄,导致其强度下降。
在受压条件下,特别是卫燃带附近的管子因受热面温度较高而蠕变速率较大,使管子蠕变变形逐渐扩大,最终导致爆管。
2)炉内严重结渣。
该炉为链条炉排抛煤机燃煤锅炉,以原煤为主,掺烧部分洗中煤和煤泥。
由于该厂燃煤供应紧张,入炉煤质严重偏离设计煤种,造成炉内严重结渣。
在运行过程中,掉落的炉渣使下排卫燃带受热面受到不同程度的堵塞,特别是下排卫燃带受热面处的耐火砖被烧坏脱落,使下排卫燃带水冷壁管的冷却条件变差,管壁温度升高,蠕变变形速率增大,导致管子胀粗变形。
3)炉膛内压力波动较大。
由于炉膛内燃烧工况不好,造成炉膛内压力波动较大。
当炉膛内压力较高时,炉膛内的火焰和高温烟气从炉膛上部的防爆门及其他部位泄漏出来,使炉膛上部的受热面局部过热,同时泄漏出来的高温烟气直接冲刷附近的水冷壁管,使其温度升高而变形爆裂。
处理措施:对变形和腐蚀的管子进行更换维修;对下排卫燃带耐火砖进行修复;加强入炉煤的检测和控制,确保入炉煤质符合设计要求;加强运行管理,控制好燃烧工况,防止炉膛内压力波动过大。
预防措施:加强设备的维护和检修工作,定期对锅炉受热面进行检查和清洗;加强入炉煤的检测和控制,确保入炉煤质符合设计要求;加强运行管理,控制好燃烧工况;对于存在缺陷的设备和系统进行及时整改和完善。
该事故的发生表明,锅炉设备的维护和检修、运行管理以及入炉煤的检测和控制等方面都非常重要。
只有全面加强管理,才能确保锅炉的安全稳定运行。
锅炉爆管的原因分析及处理措施一、过热器与再热器爆管的主要原因锅炉过热器与再热器爆管的原因主要是由于过热器与再热器温度过高,磨损严重。
管路被腐蚀等原因造成锅炉爆管。
在现场检验中查出由于金属过热造成爆管的事故占爆管事故的百分之三十,磨损原因和腐蚀原因的爆管事故各占百分之十五,焊接质量不合格的爆管点百分之三十,其它原因点百分之十五。
1.因管材的质量而引发的锅炉爆管。
在过热器与再热器爆管原因的分析时还要注意管材的产品质量,这也是爆管的主要原因之一。
管材的自身存在着一定缺陷。
如:加渣,分层等,在锅炉运行时如果管壁受液体的压力和温度的影响,造成过热器与再热器爆管。
其爆管开裂处一般成圆形。
爆裂原因非常明显.就是由于管材自身的质量原因造成的爆裂。
所以在管材的选择上要严把质量关,避免因管材质量而引起的锅炉爆管事故发生。
2.焊接质量差引起的锅炉爆管。
在锅炉的建设与维护中.要注意由于焊接质量不合格引起的锅炉爆管。
焊接质量不合格主要是由于焊接缝中存在杂质.焊接中封闭不严存有细小的孔洞.焊接缝不牢靠和焊接时存有焊瘤而引起的爆管事故的发生。
在锅炉的正常运行中.由于焊接原因发生的泄漏事故时有发生,从事故原因分析来进行检验,焊缝焊接质量差,焊接时存有焊瘤是泄漏的主要原因,在检查过程中,泄漏点主要分布于焊缝的熔合线和热管区域内。
3.长期与短期过热的锅炉爆管。
在锅炉运行时,由于受热面温度超过设计温度,造成过热器爆管,这类爆管可分为短期超温和长期超温两种类型,主要原因是受热面温度过高,管材金属超过允许使用的极限温度,造成管材组织结构发生变化,减少了受压能力。
管体在内压的作用下产生了结构变形,最后致使超温爆管。
在检查因短期超温过热爆管的原因时,要进行较为细致的分析。
锅炉在受热面内部工质短时间内换热状态严重恶化,会造成管壁内温度急剧上升,导致管体强度下降,金属过热引起爆管。
过热原因是由于汽水流量分配不合理,内部温度过高,管体内出现结垢,管材质量不合格等原因。
锅炉受热面爆管原因分析及防范措施锅炉作为热力设备,其受热面是布满管子的部分,受到高温高压的工作环境。
由于受热面在长时间内接受不断的热冲击和机械冲击,所以容易出现爆管问题,这不仅会导致设备停工和生产损失,还对工人的人身安全造成威胁。
因此,对于锅炉爆管的原因分析和防范措施,具有重要的意义。
1、压力过高如果锅炉汽包、凝汽器内的蒸汽压力过高,会导致管子承受的压力超出其承受能力。
当压力达到一定高度时,管材极易出现拉伸,从而导致管壁的变形,且管内受力不均匀,影响到管道整体的强度和耐用性。
2、管壁过薄如果管壁薄度不足,那么在高温高压下的管道生产环境中,管壁很容易受到机械、热冲击和腐蚀等因素的影响,从而导致管道的疲劳和损伤,并最终引发爆管事故。
3、管道材料不合适管道材料的选择是决定其能否承受高温高压环境,抵御机械冲击和腐蚀等因素的关键。
如果材料的性能、充实度、强度以及适应性不足,则管道就很可能在工作过程中出现损伤。
4、管道结构设计不合理管道本身的结构、尺寸和连接方式等也会对其承受能力产生重要的影响。
如果设计不当,容易导致管道接缝处受力不平衡、腐蚀严重和传热不均匀等问题,从而引起爆管事故。
1、科学调节锅炉运行压力锅炉的运行压力应该根据实际情况进行调节,尽量避免超过其承受能力。
特别是在温升、水位、燃烧状态等方面出现异常时,应该及时处理,保证其内部的压力稳定。
2、加强管子选材、加工和检测质量管子的选材是关键,应该根据实际情况选用质量优良的材料。
在加工和检测过程中,需遵循科学规范和标准化要求,确保管子的厚度和平整度等达到标准。
检测时应确保每条管子都被严格测量,确保其质量和性能符合要求。
3、规范管道加工和安装管道的安装和加工也需要注意技术规范和标准,掌握合理的技术方法,尽量避免出现接缝不平、连通不紧密等问题。
在加工和安装过程中需要严格遵守安全操作规程。
4、定时检查管子及管道定期检查管子和管道的状况是预防爆管事故的关键。
在检查的过程中,应该充分利用先进的检测设备来进行非破坏性检测,包括超声波检测、射线检测等,及时识别问题并进行维护和修理。
编订:__________________审核:__________________单位:__________________锅炉、汽轮机主要零部件金属事故分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-2112-23 锅炉、汽轮机主要零部件金属事故分析(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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一、锅炉受热面管子事故分析锅炉受热面管子是在高温、应力和腐蚀介质作用下长期工作的,当管子钢材承受不了其工作状态的负荷时,就会发生不同形式的损坏而造成事故。
火力发电厂锅炉受热面管子常见事故主要有以下几种类型:长时超温爆管、短时超温爆管,材质不良管和腐蚀热疲劳损坏。
(一)长时超温爆管超温是指金属材料在超过额定温度下运行。
额定温度指钢材在设计寿命下运行的允许最高温度,也可指工作时的额定温度,只要超出上述温度的一种即为超温运行。
长时超温的管子钢由于原子扩散加剧,导致钢材组织发生变化,使蠕变速度加快,持久强度降低,因此管子达不到设计寿命就提前爆破损坏。
爆管大多发生在高温过热器管出口段的向火侧及管子弯头处,水冷壁管、凝渣管和省煤器等也时有发生。
在长时超温爆管过程中,蒸汽和烟汽等腐蚀介质起了加速的作用。
当管壁温度超过其氧化临界温度时,蒸汽和烟汽会使管壁产生一层较厚的氧化铁;在管子胀粗时,这层氧化铁将沿垂直于应力的方向裂开;于是重新裸露的金属在拉应力和蒸汽或烟汽的作用下产生应力腐蚀,加速裂纹扩展,最终导致爆裂。
300MW循环流化床锅炉受热面爆管的事故处理本文对300MW循环流化床锅炉受热面布置情况进行简要的分析,阐述了受热面爆管的原因、现象以及预防措施。
标签:30MW循环流化床锅炉;爆管0 引言山西平朔煤矸石发电有限责任公司现有两台300MW循环流化床锅炉,分别于2008年和2009年通过168小时试运行后投产。
机组运行状况基本良好,但是由于锅炉受热面爆管造成了机组的几次非计划停运。
本文对300MW循环流化床锅炉爆管现象进行分析,总结了爆管后的事故处理情况,希望能为其他同行在设计300MW循环流化床锅炉时提供技术参考和理论依据。
1 300MW循环流化床锅炉简介本厂锅炉为型号为SG-1060/17.5-M802,型式为亚临界中间再热、单汽包自然循环、平衡通风、循环流化床锅炉,主要由单炉膛、4台高温绝热式旋风分离器、4台U型返料器、4台外置式换热器、尾部对流烟道等部分组成。
2 锅炉受热面布置情况汽冷包墙包覆的尾部烟道深度15250mm、宽度10550mm,烟道布置有高温过热器、低温再热器、二级省煤器、一级省煤器(四组),高温过热器的布置方式为顺列、逆顺流布置,其他则采用顺列、逆流布置。
在顺烟气流一级省煤器的后面,还装有一台四分仓回转式空气预热器、布袋除尘器(5室)及两台引风机。
本厂锅炉中引入了4个外置式换热器,解决了尾部烟道受热面多,不宜布置的难题。
锅炉过热蒸汽流程如下:3 锅炉受热面爆管的现象锅炉受热面发生爆管现象,会引起炉膛压力的升高,引风机电流增大,自动时入口挡板增大,受热面两侧烟温偏差也随之加大,相反泄漏侧排烟温度会下降。
汽包水位自动投入的情况下,给水流量加大,两台汽动给水泵的转速提高,要保证汽包水位不下降,要求给水流量比主汽流量高出正常情况下许多,同时提高机组的补水率。
水冷壁或外置床内受热面爆管,将导致爆管侧的炉膛床温下降,床压升高,当炉内床料与泄漏出来的高温汽水发生混合时,床料的流化将会受到影响。
锅炉爆管原因分析及防治对策熊雪波 华能淮阴发电有限公司摘 要:本文根据江苏华能淮阴发电有限公司近年锅炉“四管”爆漏情况总结了锅炉“四管”存在问题,并从过热、磨损、拉裂三个方面分析了锅炉“四管”爆漏产生的原因,对所采取的方法进行了总结,并提出了以后有效地防止四管爆漏措施的建议。
主题词:锅炉 受热面 爆管 原因分析 防治对策1 概 述“四管”爆漏是火力发电厂锅炉安全、经济运行的一大隐患,根据历年机组可靠性统计数据分析,锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管)爆漏是造成机组非计划停运第一因素,锅炉“四管”的爆漏不但给发电厂造成重大经济损失,而且会给电网的安全运行造成威胁。
在目前以竞价上网为主的电力体制下,锅炉爆管造成事故停运将直接影响电厂计划电量、经济效益,因此,研究分析占锅炉事故较多的“四管”爆漏原因并及时采取对策,对电厂的经济效益及电网的安全是十分有益的。
我厂两台锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的670T/h—13.7—PM15型锅炉,1#、2#炉分别于93年8月和94年11月投产。
在投产初期,为降低2#炉排烟温度,在尾部竖井增装了一级省煤器。
自96年至今,我厂爆管情况统计如下表:爆管时间 炉号 爆管部位 简要原因 对策96/05/27 1# 前包墙甲侧悬吊管 磨损 刷涂防磨涂料96/01/05 2# 2#角三次风喷口处乙侧水冷壁 喷口坏,吹损水冷壁管喷口两侧水冷壁防磨穿墙处漏风导致磨损 加强密封,防止漏风 96/02/08 2# 冷再乙侧下联箱出口处(炉墙部位)96/11/20 2# 水冷壁乙侧中部看火孔处 材质内壁有划痕 加强材料出入库管理封堵空心梁,消除漏风97/02/18 2# 下级省煤器烟气出口侧 空心梁处漏风导致磨损97/05/03 2# 上级省煤器烟气进口侧 磨损 防磨97/05/09 2# 上级省煤器烟气出口侧 焊缝开裂97/05/16 2# 上级省煤器烟气出口侧 焊缝开裂99/06/09 2# 上级省煤器烟气出口侧 磨损2000/04/11 1# 对流过热器甲侧第52排下弯头爆过热 更换2001/06/18 1# 对流过热器甲侧第62排下弯头爆过热 更换过热 更换2001/08/13 1# 对流过热器甲侧第48排后上弯头爆2001/11/02 2# 2#角喷燃器上部水冷壁管拉裂 密封梳形板咬边过深 更换2002/12/11 2# 对流过热器甲侧第66排下弯头爆过热 更换2003/10/10 #2 省煤器 管材缺陷 更换2003/11/30 #1 省煤器 焊接缺陷 更换另外,在历次大小修及调停期间的四管检查中,我们发现以下部位磨损严重且十分频繁:省煤器上二排;前包墙管下部;两侧前包墙管上部及侧包墙;高再下弯头。
锅炉爆管原因及处理方法
(1)锅炉管爆炸是指锅炉蒸发受热面管在运行过程中发生爆炸,包
括水冷壁、对流管束管子爆破及烟管爆破。
管道爆炸时炉膛或烟道内有汽水喷淋声,爆破声;炉内正压燃烧,或有汽水喷出;锅炉水位、压力、排烟温度迅速下降;火焰发暗,燃
烧不稳甚至熄火;引风机负荷增大,给水流量增加,蒸汽流量明显下降。
(2)炉管爆炸原因:
①水质不良,管子结垢并超温爆破;②水循环故障;③严重缺水;
④制造、运输、安装中管内落人异物,如钢球、木塞等;⑤运行或停
炉时管壁因腐蚀而减薄;⑥烟气磨损导致管壁减薄;⑦管子膨胀受到
阻碍,热应力导致裂纹;⑧吹灰不当造成管壁减薄;⑨操作过程中产
生管道缺陷或焊接缺陷,导致爆破。
(3)炉管爆破时,如果爆破口不大,能维持正常水位,可降荷运行,待备用炉启动后,立即停炉检修;如果无法维持正常水位和蒸汽压力,必须紧急停炉,引风机不停,继续给水,防止事故扩大。
由于炉管爆炸原因很多,有时,事故往往是由多种因素共同影响
造成的,所以,防止炉管爆破也必须从搞好锅炉设计、制造、安装、
运行管理、检验等各个环节人手。
锅炉典型事故案例及分析第一节锅炉承压部件泄露或爆破事故大型火力发电机组的非停事故大部分是由锅炉引起的。
随着锅炉机组容量增大,“四管”爆泄事故呈现增多趋势,严重影响锅炉的安全性,对机组运行的经济性影响也很大。
有的电厂因过热器、再热器管壁长期超温爆管,不得不降低汽温5~10℃运行;而主汽温度和再热汽温度每降低10℃,机组的供电煤耗将增加0.7~1.1g/kWh;主蒸汽压力每降低1MPa,将影响供电煤耗2g/kWh。
为了防止锅炉承压部件爆泄事故,必须严格执行《实施细则》中关于防止承压部件爆泄的措施及相关规程制度。
一.锅炉承压部件泄露或爆破的现象及原因(一)“四管”爆泄的现象水冷壁、过热器、再热器、省煤器在承受压力条件下破损,称为爆管。
受热面泄露时,炉膛或烟道内有爆破或泄露声,烟气温度降低、两侧烟温偏差增大,排烟温度降低,引风机出力增大,炉膛负压指示偏正。
省煤器泄露时,在省煤器灰斗中可以看到湿灰甚至灰水渗出,给水流量不正常地大于蒸汽流量,泄露侧空预器热风温度降低;过热器和再热器泄露时蒸汽压力下降,蒸汽温度不稳定,泄露处由明显泄露声;水冷壁爆破时,炉膛内发出强烈响声,炉膛向外冒烟、冒火和冒汽,燃烧不稳定甚至发生锅炉灭火,锅炉炉膛出口温度降低,主汽压、主汽温下降较快,给水量大量增加。
受热面炉管泄露后,发现或停炉不及时往往会冲刷其他管段,造成事故扩大。
(二)锅炉爆管原因(1)锅炉运行中操作不当,炉管受热或冷却不均匀,产生较大的应力。
1)冷炉进水时,水温或上水速度不符合规定;启动时,升温升压或升负荷速度过快;停炉时冷却过快。
2)机组在启停或变工况运行时,工作压力周期性变化导致机械应力周期性变化;同时,高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力,两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。
(2)运行中汽温超限,使管子过热,蠕变速度加快1)超温与过热。
超温是指金属超过额定温度运行。
超温分为长期超温和短期超温,长期超温和短期超温是一个相对概念,没有严格时间限定。
锅炉水锤事故、锅炉受热面变形事故现象及处理一、锅炉水锤事故(一)锅炉水锤现象1、在锅炉和管道处发出有一定节律的撞击声,有时响声巨大,同时伴随给水管道或蒸汽管道的强烈震动。
2、压力表指针来回摆动,与震动的响声频率一致。
3、水锤严重时,可能导致各连接部件,如法兰、焊口开裂、阀门破损等。
锅炉水锤处理(二)锅筒内水锤的处理1、如止回阀失灵,应减弱燃烧,降低负荷和压力,关闭给水截止阀,停止给水,迅速修理给水止回阀。
同时应观察水位,防止发生缺水事故。
2、对于下锅筒升火时有蒸汽加热装置的,应迅速关闭蒸汽阀。
3、保持锅炉中水位运行,均匀平衡地向锅筒内进水。
如水锤仍持续不断,应停炉检修。
4、锅炉检修是应加强给水管、配水管和水槽的修理。
(三)蒸汽管道水锤的处理1、减少供汽,必要时关闭主汽阀。
2、开启过热器集箱和蒸汽管道上的疏水阀进行疏水。
3、锅筒水位过高,应适当排污,保持正常水位。
4、加强水处理工作,保证给水和锅水质量,避免发生汽水共腾。
5、水锤消除后,检查管道和管架、法兰等处的情况,如无情况再暖管一次进行供汽。
(四)省煤器水锤的处理1、打开省煤器出口集箱上的放汽阀,排净空气。
2、检查省煤器进口上的止回阀,发现损坏及时检修或更换。
3、连续给锅炉上水,严格控制省煤器出口水温,一般应低于饱和温度40℃。
如发现温度过高,可能发生汽化,应打开再循环管,或者打开旁通烟道,或者开启回水管阀门将省煤器出水送回水箱。
二、锅炉受热面变形事故(一)受热面变形现象1、水冷壁管变形可直接从看火门、火炉门处看到,当同时伴随缺水时,则可见到变红弯曲的水冷壁管。
2、对卧式内燃锅炉的炉胆,可从前后观察孔见到炉胆火侧突出变形的情况。
变形严重时,可凸出400—500mm,甚至一直垂到链条炉排上。
卧式外燃锅炉的锅筒向火侧发生鼓包变形,可从炉门、看火门观察到。
3如炉管变形严重,同时发生爆管时,则可听到喷汽声。
其他部位变形较轻时,只能停炉后经检查才能发现。
锅炉事故原因分析及预防措施锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的,操作不当或设备存在缺陷都可能造成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。
锅炉的部件较多,体积较大,有汽、水、风、烟等复杂系统,如运行管理不善,则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发生故障,而被迫停上运行。
锅炉的爆破爆炸事故,常常是造成设备、厂房毁坏和人身伤亡的灾难性事故。
锅炉机组停止运行,使蒸汽动力突然切断,则会造成停产停工的恶果。
这些事故的发生,都会给国民经济和人民生命安全带来巨大损失。
所以,防止锅炉事故的发生,有着十分重要的意义。
一、事故分类锅炉事故按事故的严重程度可分为:锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故。
锅炉爆炸事故是锅炉运行中,锅筒、集箱等部件损坏,并有较大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一种事故。
这种事故炸爆威力大,造成的损失很大。
重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。
一般事故则是运行中发生故障而被迫停炉,但又能很快恢复运行的事故。
锅炉事故如按事故发生的部位来分类,则有锅筒等水容量较大的受压部件突然开裂的爆炸事故,炉管爆破事故,省煤器事故,过热器事故,管道、烟道、炉墙事故;安全附件、给水设备、燃烧设备等部位的事故。
锅炉事故如按事故的发生原因分类,则有水位监督不慎造成的缺水、满水事故,水质管理不好引起的事故,设计、制造或安装、检修不良引起的事故,维护保养不当,而由腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故,燃烧控制不好引起的事故。
二、常见锅炉事故近年来,锅炉爆炸事故时有发生,缺水事故最为常见,而且危害较大。
再有就是因水质管理不善而造成的炉管等受热面过热烧损事故。
在叙述常见锅炉事故时,除了锅炉爆炸事故和缺水、满水、汽水共腾事故以外,其它事故均以事故发生的部位来分别叙述。
1.锅炉爆炸事故锅炉爆炸发生是由于锅筒(汽水锅筒或水锅筒)破裂,锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。
由水冷壁、过热器、再热器、省煤器四类管(简称“四管”)的泄漏与爆破事故一直是电厂锅炉安全管理工作的重要组成之一。
数据统计,做好锅炉四管安全工作,将有效降低49%的安全事故发生率,其重要性不言而喻。
锅炉受热面管子是在高温、应力和腐蚀介质作用下长期工作的,当管子钢材承受不了其工作状态的负荷时,就会发生不同形式的损坏而造成事故。
火力发电厂锅炉受热面管子常见事故主要有以下几种类型:长时超温爆管、短时超温爆管,材质不良管和腐蚀热疲劳损坏。
长时超温爆管
超温是指金属材料在超过额定温度下运行。
额定温度指钢材在设计寿命下运行的允许最高温度,也可指工作时的额定温度,只要超出上述温度的一种即为超温运行。
长时超温的管子钢由于原子扩散加剧,导致钢材组织发生变化,使蠕变速度加快,持久强度降低,因此管子达不到设计寿命就提前爆破损坏。
爆管大多发生在高温过热器管出口段的向火侧及管子弯头处,水冷壁管、凝渣管和省煤器等也时有发生。
在长时间超温爆管过程中,蒸汽和烟汽等腐蚀介质起了加速的作用。
当管壁温度超过其氧化临界温度时,蒸汽和烟汽会使管壁产生一层较厚的氧化铁;在管子胀粗时,这层氧化铁将沿垂直于应力的方向裂开;于是重新裸露的金属在拉应力和蒸汽或烟汽的作用下产生应力腐蚀,加速裂纹扩展,最终导致爆裂。
故破口具有脆性断裂特征,且往往有腐蚀产物存在于裂纹内。
短时超温爆管
锅炉受热面管子在运行中冷却条件恶化、干烧,使管壁温度短期内突然升高,温度达到临界点(Ac1)以上,钢的抗拉强度急剧下降,管子应力超过屈服极限,产生剪切断裂而爆管,这种爆管称为短时超温爆管。
短时超温爆管大多发生在冷壁管燃烧带附近及喷燃器附近的向火侧和凝渣管上,省煤器和某些高压锅炉的屏式过热器也偶有发生。
由于短时超温的管壁
温度高于Ac1,有时甚至高于Ac3,爆管时的汽水喷射犹如不同程度的淬火,因此,此时破口处的组织一般为低马氏体或贝氏体;过热器管破口也可能为珠光体和铁素体组织。
显然,破口周围管材的硬度会明显增加。
超温爆管除结构设计不当外,主要是超负荷运行、操作不当或管内脏物堵塞等原因造成的。
超负荷运行会使对流过热器出口温度普遍升高,加剧了超温现象,以致管子蠕变加速;起动不正常而使燃烧发生剧烈变化、升压速度快或炉膛发生灭火放炮等都会引起管子超温;管内脏物或盐垢堵塞,会造成汽水循环不良,引起管子局部过热而很快导致爆管。
材质不良引起的爆管
材质不良的爆管是指错用钢材或使用了有缺陷的钢材造成管子提早损坏。
由于用错材料,实际上是一种超温运行。
按照拉尔森─米列尔方程估算,超温运行将会使钢管寿命大为缩短,有的甚至运行数千小时即发生爆管。
如材料本身存在裂纹、严重脱碳或夹杂等缺陷,或在安装、检修时使用了有折叠、结疤、裂口的钢管,则管子强度将被严重削弱,在高温运行过程中缺陷部位易产生应力集中,致使裂纹扩展、缺陷扩大而导致爆管。
腐蚀性热疲劳裂纹损坏
锅炉受热面管子的汽水分层、省煤器管汽塞、过热器带水、减温减压阀门间隙性开启等,都会引起温度的拨动,造成交变热应力,产生热疲劳裂纹。
并且,在腐蚀性介质作用下,这些管子上的疲劳裂纹特别容易产生在诸如表面粗糙、划痕、腐蚀坑等腐蚀速度较大的有缺口区域,所以称之为腐性热疲劳裂纹。
腐蚀性热疲劳裂纹一般呈丛状单行分布,并垂直于应力方向。
在管内壁为横向环状裂纹,裂纹较短,断口为带疲劳特征的脆性断口, 锅炉受热面管子在运行过程中,管壁直接与高温烟汽、水和蒸汽接触,也会产生其他腐蚀现象,引起管子过早的破裂损坏。
象空气预热器等如在露天下工作,由于烟汽中有SO2,还会产生低温腐蚀损坏。
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