超临界锅炉末级过热器高温氧化腐蚀爆管分析及措施
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660MW超临界汽轮发电机组锅炉末级过热器氧化皮的分析及对策摘要分析600MW超临界汽轮发电机组锅炉末级过热器因氧化皮剥落造成爆管的原因,并提出相应对策。
关键词材质;末级过热器;氧化皮剥锅炉四管泄漏是造成机组非计划停运的主要因素之一,而氧化皮脱落堵塞受热面管路造成爆管是其中的一个主要方面。
氧化皮形成和剥落主要发生在末级过热器,并具有普遍性、反复性和快速性等特点。
1 原因分析1.1 材质末级过热器热段管屏材料采用SA213-T91和SA213-TP347H两种材质,根据上锅厂提供的资料,T91材质的抗氧化温度为650℃,TP347H材质的抗氧化温度为704℃。
查阅2013年以来的末级过热器金属壁温记录,最高点610℃,未达到上述两种材料的抗氧化温度。
虽然实际情况存在T91和TP347H材质在较低的温度下发生氧化,以及查阅2013年以来超温情况不严重,但此次检查氧化皮较多,是否有材料本身材质有关,特别是#1管氧化皮较多,材质为TP347H不锈钢管。
1.2 汽温及壁温控制管壁温度越高,氧化速度越快。
查阅2013年以来的末级过热器金属壁温记录,最高点610℃,未超过上锅厂报警壁温619℃;查看热段迎流面第1根管壁温,最大值在600℃以上的有#29、32、35、38、41、44、47、50、53排,最高点610℃出现在44排,平均壁温高于580℃的有35、41、44、47、50、53排,平均壁温最高588.53℃出现在44排,上述管排均在末级过热器中间部位。
从氧化皮检查情况来看,氧化皮较多的现象也多出现在末级过热器中间部位(末级过热器共82排)。
从汽温及壁温控制情况来看,氧化皮较多的现象也多出现在末级过热器中间部位。
从汽温及壁温控制情况来看,我公司#1炉控制情况良好,未发生严重超(壁)温现象。
我公司目前末级过热器语音提示报警600℃,考核报警值619℃。
1.3 燃烧情况锅炉热偏差会影响氧化皮的生成速度。
对于上海锅炉厂采用四角切圆燃烧系统的锅炉,在炉膛内组织煤粉和空气形成强烈的切向旋转并螺旋向上的流场模式,对强化风粉混合燃烧十分有利,但是旋转的流场到炉膛出口时仍然存在,即所谓的残余旋转。
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。
超临界锅炉末级过热器T91钢管爆管原因分析及预防措施包文东;郑坊平;崔雄华;王飞【摘要】对某超临界锅炉末级过热器T91钢管的爆管原因进行了分析。
结果表明:该T91钢管爆管是由于管内壁偏厚的氧化皮剥落,在下弯头处堆积造成管内介质流量减少,引起钢管过热所致。
针对该问题,通过对T91等铁素体锅炉钢管进行内壁氧化皮厚度测量,并根据测量结果采取相应措施,可大大减少或避免由于氧化皮剥落、堆积而引起的爆管事故。
%The bursting reason of T91 steel tube in supercritieal boiler final superheater was analyzed. The results show that the steel tube bursting resulted from the thick oxide scale of inner wall peeled and deposited at the lower elbow of the tube, which caused the flow area in the tube decreasing and resulted in superheating. The number of bursting of T91 ferritic steel tubes caused by peel-off and accumulation of oxide scale could be decreased greatly or even avoided by measuring the oxide scale thickness and adopting corresponding measures according to the measure results.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2012(048)010【总页数】4页(P704-707)【关键词】爆管;T91铁素体钢管;氧化皮厚度测量【作者】包文东;郑坊平;崔雄华;王飞【作者单位】浙江浙能兰溪发电有限责任公司,兰溪321100;西安热工研究院有限公司,西安710032;西安热工研究院有限公司,西安710032;西安热工研究院有限公司,西安710032【正文语种】中文【中图分类】TK228目前投产的超临界机组的锅炉过热器和再热器管由于内壁氧化皮偏厚、剥落后堆积,导致管内介质流量减少而引起的爆管事故已成为发电企业的突出问题,严重影响了机组运行的可靠性和经济性。
超临界锅炉末级过热器升级改造前后性能评估及氧化皮控制措施上锅第一代超临界锅炉的高温受热面频繁发生过氧化皮爆管事故,多个电厂均进行了升级改造。
文章通过对改造前后性能、存在问题进行分析,提出了相应的防控措施,对改善高温受热面频发的氧化皮脱落爆管有较好参考指导意义。
标签:末级过热器;改造;性能评估;氧化皮;控制措施前言上锅2003至2006年在引进技术的基础上开始设计制造了第一代600MW级超临界锅炉,根据专题调研,各电厂高温受热面均发生过氧化皮爆管事故,氧化皮爆管事故已经严重影响机组正常运行,如江苏镇江某电厂、江苏沙洲某电厂、江苏太仓某电厂、广东珠海某电厂、福建华电某电厂的高温受热面均发生过氧化皮爆管事故。
在第一代超临界锅炉运行中受热面爆管的现象,主要集中在末级过热器受热面上,对运行数据分析和对所使用材料的进一步理解,爆管的原因主要是受热面在运行中产生了氧化皮,生成的氧化皮在运行的启停过程中剥落后积聚在受热面的弯头部位,在运行中无法将积聚的氧化皮带着,造成管子的流通截面减少或堵塞,出现超温爆管。
1 改造简介福建华电某电厂1号、2号锅炉是上锅厂在引进技术的基础上制造的第一代600MW超临界直流锅炉。
受氧化皮脱落的影响,该电厂1、2号锅炉于2013年3月、2014年5月,对其末级过热器和末级再热器管屏进行了升级改造技改,改造完成后在2013年5月、2014年7月投入运行。
1、2号锅炉改造后运行4500至5000小时,结合调停进行四管检查,发现末过末再TP347HFG管材还会产生较多量氧化皮,割管清理后重新投运今正常。
为进一步分析锅炉末级过热器和末级再热器改造前后材料的性能状况,控制改造以后氧化皮的生成与剥落,文章结合西安院对1、2号锅炉升级改造前后对末过末再管屏材料性能评估分析,从氧化皮生成、剥落机理及电厂实际控制措施方面,提出有效控制措施。
2 末级过热器改造前性能分析评估2.1 改造前末级过热器运行情况及存在的问题2.1.1 典型爆管事故原因分析2009年7月11日,2号炉末过前段管屏左数46排前数第9根离顶棚约3米处爆管(材质T91,规格Φ38.1×7.96mm),爆口在爆管段的迎流面,爆口周围氧化皮上分布着密集纵向裂纹。
超临界锅炉过热器氧化皮形成和剥落机理分析及预防措施[摘要]介绍了XX电厂锅炉末级过热器因氧化皮引起的爆管情况。
分析了超临界锅炉氧化皮的形成和剥离机理,并从锅炉设备运行、改造及管理等方面,提出了控制氧化皮形成和剥落的措施。
通过采取这些措施,有效地控制了氧化皮的产生。
[关键词]过热器;氧化皮;壁温;堵塞;爆管1锅炉过热器系统XX电厂8号锅炉为上海锅炉厂引进美国阿尔斯通技术生产的单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、全钢架悬吊结构、固态排渣超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,型号为SG-1913/25.4-M95,蒸汽压力25.4MPa/4.19MPa,蒸汽温度571/569。
过热和再热蒸汽调温除摆动燃烧器喷嘴调节外,主要靠喷水和调节煤水比。
2爆管情况XXXX年X月XX日,XX电厂8号炉点火,至21日0:30,机组带负荷至600MW。
6月221:50,锅炉再热汽温异常升高,给水流量突增至100t/h,现场检查68m处异音较大,确认为受热面泄漏。
停炉后检查发现,末级过热器有两处爆口:第1处在右侧第14屏第9根管,爆口呈菱形,长度60mm,宽度32mm,端面光滑。
爆口两边呈撕薄撕裂状,从爆口特征分析为短期过热爆口。
第2处爆口在右侧第24屏第11根管,未全部爆开,长度20mm,爆口附近有众多平行的轴向裂纹,从爆口特征分析为长期过热爆口。
在该根管下弯头处割管取出约90g 的氧化皮,其厚度0.14mm(如图1)。
两处爆口全部在标高70m位置。
爆管管子格:d38.1mm7.96mm,材质SA213T91。
发生爆管后,XX电厂采取源透视、胀粗测量、割管等措施扩大检查,共发现吹损减薄管35根,胀粗直径大于d38.5mm的管子6根,内部沉积氧化皮管子3根,对此全部进行了处理。
爆管原因初步分析为:上海锅炉厂超临界锅炉末级过热器管屏内圈直管和下弯头部位设计使用了抗高温氧化性能比T91等级低的T23材料,在长期高温作用下,T23管内壁生成氧化皮,并不断增厚。
超临界锅炉高温过热器爆管原因分析及对策对某电站超临界锅炉T91钢高温过热器爆管进行试验分析,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.。
关键词:火电厂;T91钢;高温过热器;超临界锅炉;爆管;堵塞;长时过热;引言过热器是电站锅炉受热面的重要组成部分,工作压力、温度均最高,是受热面中工作条件最为恶劣的部件.。
由于压力等级的提高,超超临界机组的承压部件在结构上发生了很大的变化,尤其是锅炉受热面管径急剧变小,使异物很容易在内径较小的水冷壁、过热器区域堵塞而造成爆管,特别是双U布置的过热器,异物更不易被蒸汽带走,造成流通面积减少,导致部分管子因冷却不足而发生爆管.。
1爆管情况某电站超临界机组锅炉运行中分散控制系统(DCS)发出锅炉四管泄漏报警,就地检查发现锅炉水平烟道上部标高71m处有明显泄漏声,初步判斷为末级过热器泄漏,随即申请停机.。
停机冷却后进入炉内检查,发现初始泄漏点为末级过热器出口段右数第10屏前数第11根管,泄漏点距离下弯头9.0m,距离顶棚2.8m,泄漏的蒸汽将附近12根管吹损泄漏.。
该锅炉为SG-2080/25.4-M969型变压运行直流炉,四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架∏形结构;额定蒸发量为2080t/h,过热器出口压力为25.40MPa,再热器出口压力为4.41MPa,过热器出口温度为571℃,再热器出口温度为569℃.。
至此次停机,累计运行仅12079h.。
末级过热器横向布置82屏,分前后两片,逆流布置;横向节距为224.0mm,纵向节距为76.2mm;每片13根管.。
初始泄漏管子规格为38.1mm×8mm,材质为SA213-T91.。
2试验分析2.1爆口宏观检查对末级过热器出口段右数第10屏前数第11根管初始爆口进行宏观检查:爆口处管径明显胀粗,最大为41.6mm;爆口狭小,长50mm,宽5mm,未完全张开,呈纺锤状;爆口部位管壁无明显减薄,爆口周围有较多纵向树皮状裂纹;爆口位于迎火侧.。
大容量超超临界锅炉高温腐蚀原因分析及治理措施发布时间:2021-05-07T16:14:56.270Z 来源:《当代电力文化》2021年1月第3期作者:姚小旺[导读] 目前采用前后墙对冲燃烧的大容量超超临界锅炉侧墙水冷壁发生高温腐蚀的现象较多姚小旺陕西能源电力运营有限公司商洛项目部陕西省商洛市726007摘要:目前采用前后墙对冲燃烧的大容量超超临界锅炉侧墙水冷壁发生高温腐蚀的现象较多,严重威胁锅炉的长周期安全经济运行。
综合分析认为该腐蚀是硫化物型高温腐蚀。
针对具体失效原因,提出了侧壁风装置改造、燃烧调整和水冷壁表面喷涂等综合措施。
综合措施的应用改善了煤粉刷墙情况,消除了水冷壁管周围的还原性气氛,有效解决了锅炉水冷壁高温腐蚀问题。
研究对于解决目前百万机组锅炉普遍存在的水冷壁高温腐蚀问题具有一定的参考意义。
关键词:超超临界锅炉;水冷壁;高温腐蚀;1水冷壁腐蚀原因分析对发生腐蚀位置水冷壁管进行了割管分析,管子化学成分符合标准要求,金相组织无异常,但腐蚀位置氧含量过低,运行过程中该处为还原性气氛。
综合分析后认为水冷壁发生了硫化物型高温腐蚀。
炉膛内左右侧墙位置高温腐蚀比较严重,而前后墙位置高温腐蚀较轻。
这主要是因为锅炉燃烧器为前后墙对冲布置时,如果一次风速较大,煤粉产生的气流经前后墙处一次风的碰撞后将直接冲向左右墙水冷壁处并在其周围燃烧,在周围产生还原性气氛,最终发生高温腐蚀。
硫化物类高温腐蚀的物理化学过程较为复杂,其腐蚀原理是未燃尽煤粉中的黄铁矿在管壁周围因受热而分解释放自由的原子S和FeS;当管壁邻近含有一定浓度的H2S和SO2气体时,两者反应可生成自由的原子S;FeS2与C的混合物在缺少O2的气氛中反应时,在产物中也会发现有自由原子S的存在;在还原性气氛状态下,自由原子S会因为O2不足而只能部分氧化,其会直接渗透穿过管壁氧化膜,与基体铁发生化学反应生成FeS,并且当管壁温度高于350℃时,反应进程加速,管子内部硫化,最后导致氧化膜松散开裂,甚至出现剥落现象[1-5]。
锅炉高温过热器爆管原因分析及防范措施【摘要】高温过热器是锅炉的主要构件之一,高温过热器爆管事故的发生不仅给电厂企业带来安全隐患也会造成较大的经济损失。
本文作者通过对高温过热器爆管事故原因进行分析,并提出了相应的防范措施,希望本文可以应用于其他同类型管材,对有效解决高温过热器爆管事件提供解决方法,具有一定的理论和显示意义。
【关键词】高温过热器;爆管;原因分析;措施1、前言随着社会的不断进步与发展,我国电力工业建设也在改革发展大潮中大步前进,在此期间,在电力行业范围内涌现出了各种类型的火力发电机组,这些锅炉具备较为复杂的运行结构及运行原理,这将导致锅炉内并联管的吸热量发生变化。
高温过热器管是锅炉内部的主要构件之一,由于始终工作在恶劣的环境中,长期被飞灰、烟气以及火焰等所笼罩致使其失去效能,当高温过热器管的工作条件及设计工况受恶劣环境影响出现偏差时,就会使其构成材料的组织与性能发生变化,进而造成锅炉高温过热器爆管,严重影响了火力发电机组的安全运行,给电力工业带来较大的安全隐患及经济损失。
因此,对锅炉高温过热器爆管原因进行分析并提出解决措施具有一定的现实意义。
2、锅炉高温过热器爆管检查分析2.1宏观检查分析本文作者对某电厂2*100MW锅炉高温过热器爆管事故进行分析。
技术工作人员在锅炉停止工作后采用内窥镜设备对高温过热管入口的相关部件进行检查,在过热管座节流孔板、U型弯管的底部均没有发现问题亦没有堵塞物。
经过细致的排查后,技术人员发现高温过热器管是沿着纵向开裂的,爆破的外形似喇叭,爆裂口边缘呈薄刀片状,经过技术人员的反复检查认为过热器管爆口是韧性撕裂破损所致,爆管后管径粗涨了23%,这种现象是由于过热器管短时间受高热所致。
除此之外,过热器管的其他部位由于受热也出现管壁变薄的现象,但管径粗涨程度未受到较大影响,管壁厚度仍在技术标准范围之内。
2.2微观组织检查分析技术人员通过对高温过热器管爆管口相关组织进行检测发现爆管处出现许多小裂纹,有些地方由于温度过高出现撕裂的小孔洞,其显微组织也发生了变化,形状变为条带状,过热器管的碳化物也出现了一定程度的球化现象。