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电站锅炉水冷壁管和过热器管爆管失效分析摘要：锅炉是人类生产生活中的一个主要装备和设施。
在锅炉的工作过程中产生了许多不安定的原因，一旦不能及时消除，就可以造成锅炉事故的发生。
本文首先介绍了锅炉常见的爆管原因，同时分析了电站锅炉水冷壁管和过热器管爆管的原因，并提出了相关的措施。
关键词：锅炉；过热器管；爆管；水冷壁管在各种锅炉事故中，除了锅炉自爆事件以外，锅炉爆管事件是最严重的事件，也是最危急的事件。
由于锅炉爆管事件是一个比较普遍的事件，屡有发生，如果处理不善则后果更加严重。
而且一旦爆管破裂处面积较大，会直接损伤邻近的水冷壁管，并使邻近的管壁喷出物穿孔，从而破坏电气设备，冲塌锅壁，引起重大的财产损失和伤亡事故，也可以在短时内引起锅炉的剧烈缺水，使火灾事故进一步扩大，所以寻找出爆管的成因，并采取相应安全措施是十分有必要的。
一.锅炉常见的爆管原因1.1安装制造缺陷水冷壁管材生产过程中的砂眼以及其他问题产生的管材质量问题；水冷壁安装问题以及锅炉设计不合理而导致的水循环条件破坏，都可能产生爆管[1]。
1.2材质劣化超温超压运行使水冷壁管过热，管子长时间在高温高压环境下工作，不仅会出现热变、裂纹和应力松弛等变化过程，同时还会导致材质进行内部结构和特性的变化。
包括珠光体球化、石墨化，还有合金元件的重复分配等。
1.3运行管理不当司炉员作业不良，高压锅炉温度上升或降温速度过快，炉管内部受热及冷却不平衡形成了很大的应力，导致承压水件产生了疲劳损伤现象；炉水给水质量长时间超标，水体不符合国家标准，由于缺乏有效水体处理或水质监督管理不严，使管中结垢或者产生堵管现象或发生在垢下锈蚀，导致局部热电阻力增加而导致管壁过热，硬度下降；锅炉长时间带病运转，明知锅炉存在重大安全隐患或安全保障及实时通信装置失效的情形下仍不适时处理，并继续运转[2]。
二.电站锅炉水冷壁管管爆分析锅炉高温水冷壁管的主要功能是吸取炉膛出口中高温火焰及烟尘的放射热能，利用热传导和对流换热使其输送给管中的水分并在管内形成水蒸气，同时，具有减轻锅壁高温、防护锅壁的功能。
电厂锅炉“四管”典型失效型式及机理摘要：近年来，随着我国大容量、高参数锅炉的大量投运，锅炉“四管”爆破事故不断发生，从业人员从事故中总结了丰富经验。
分析了锅炉“四管”爆破最常见的几种成因，结合典型锅炉的失效实例，给出了防范事故的办法。
特别是针对长期过热、短时过热以及腐蚀和磨损几种造成爆管的诱因进行归纳和总结，明确了爆管事故的防范手段，进一步论证了相应防磨防爆措施的可靠性。
关键词：爆管；过热；磨损；腐蚀；蠕变引言电站锅炉省煤器、水冷壁、过热器和再热器统称为锅炉“四管”，是电站锅炉最重要、最核心的元件。
根据数据统计，锅炉事故占电厂事故的50%左右，而承压部件特别是“四管”事故占锅炉事故的60%~75%，即占全厂事故的30%-40%。
[1]并且，“四管”爆破事故原因多种多样，影响因素各不相同。
国际上，将锅炉爆管机理分成六大类，共22种。
其中7种受到循环化学试剂的影响，12种受到动力装置维护行为的影响。
在大量数据作为研究基础的情况下，我国学者将电站锅炉爆管原因归纳为9种。
[2]在电站锅炉运行过程中，我们可以从这9个方面重点考虑，结合实际情况，提高设备维护水平。
最常见的爆管多由下面几种情况造成，现做以简单介绍。
1.长期过热型爆管常规电站锅炉“四管”设计寿命一般为10万小时，这里所说的设计寿命是指在也没设计温度、压力等重要参数下运行。
实际运行中的锅炉经常由于这样或那样的原因而超温运行，这给受热面安全带来的极大损害。
受热面管材的使用寿命一般采用Larson-Mluer经验公式计算：[3]T——工作温度，K=273+℃；——运行小时数，设计值为105h；C——常数，CrMo钢取23，Mo钢取19，炭钢取18。
例如，设计温度为580℃的12Cr1MoVG钢材工作在590℃和600℃情况下，由上述计算公式可知其寿命分别为47424小时和22856小时。
可见，较小的超温运行即可造成非常大的使用寿命缩减，10℃的温度差下，使用寿命即缩减一半以上，控制金属壁温不超设计值极端重要。
电站锅炉用T91管高温氧化引起的失效案例分析摘要：某电厂1000MW锅炉的低温再热器垂直段采用SA-213T91管材，运行1年即出现高温爆管失效，本文主要通过对爆口及其附近管段的力学性能、金相、氧化皮的分析，阐述失效的直接原因，并分析电厂实际运行中其失效发生的原因，即管子温度超过600℃时氧化速率迅速增加，氧化腐蚀产物在管子内壁并未脱落，影响了烟气与介质的热量交换，从而使得管子局部温度升高，最终发生泄漏的问题。
关键词：T91；氧化皮；600℃；失效分析迎火面组织严重老化，内壁生成了较厚的氧化皮，强度急剧下降，材质严重劣化；这两只管段迎烟侧均发生了超温过热，其余管段材质未见明显劣化，无超温过热迹象。
4.结论经过对低再垂直段取样分析发现，超温（600℃）越多的区域，氧化皮越厚，氧化皮阻碍了热量的传递，使得管子温度升高，进而使得其力学性能不断下降，炉内左右两侧十分之三的位置处，超温最为严重，同时力学性能也是最差的，该区域同时出现了最厚的氧化皮。
当温度超过600℃时，T91管子内壁的氧化皮生成速率迅速提升，氧化皮阻碍了烟气与工质的热量交换，使得管子温度偏高，较高的温度又加速了氧化皮的生成，以及力学性能的的急剧下降，形成一种恶性循环。
以上的分析都说明，低再垂直段高温氧化是发生泄漏失效的根本原因。
参考文献：[1]李成林.T91/P91钢高温下的组织转变及寿命分析[D].华中科技大学，2009.[2]Chen Y，Sridharan K，Allen T.Corrosion behavior of ferritic–martensitic steel T91 in supercritical water[J].Corrosion Science，2006，48（9）：2843-2854.[3]耿波，刘江南，赵颜芬，等.T91钢高温水蒸汽氧化层形成机理研究[J].铸造技术，2004，25（12）：914-918.[4]翟芳婷.锅炉用T91钢的高温氧化研究[D].西安工业大学，2007.[5]赵君.火力发电厂锅炉用SA213-T91材料的组织性能演化研究[D].华南理工大学，2012.。
浅谈火电660MW机组受热面失效案例及预防措施摘要：本文主要分析某火电公司锅炉末过管排长时超温过热引发爆管的案例以及受热面失效的机理与原因，提出了预防和控制受热面失效的相应措施，降低因受热面失效引起爆管的机组非停。
关键词：受热面长时过热短时过热失效措施前言随着我国电力行业迅速发展，一批大容量、高参数的火电机组投入运行，如600MW、1000MW，超临界、超超临界等超高参数的机组在电力装备中占据的比重越来越大，大容量、高参数的火电机组发生故障后损失大、影响大，因此必须高度重视机组的安全健康水平。
据统计分析，发电设备事故和不安全事件中，锅炉设备与系统所占比例最大，而锅炉承压部件爆漏又是其中的主要问题，一般占机组非正常停机事故的50%以上，因此，控制锅炉承压部件爆漏是提高机组可靠性最重要的工作。
一．案例分析某电厂6号机组为我国首批自行设计制造的660MW超临界机组，SG-2102/25.4-M953型锅炉，为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，2007年11月投产。
2018年05月25日，末级过热器受热面发生泄漏，管材质为SA-213 T91，规格为φ38×6（mm）。
1. 宏观检测泄漏点位于炉末级过热器入口管排由A向B侧数第30排由向火侧向后数第5根上部（标高69200mm，在该部位布置为第1根）让位弯管处，沿管子纵向鼓包后爆口，长度约15mm，开口宽度0.8mm（见图1）。
泄漏部位管壁未见减薄，表面有明显纵向密布裂纹及鼓包现象，管口内可见明显的氧化皮，具有长期过热爆管特征。
泄漏的蒸汽将相邻第29排相同部位管段吹损造成泄漏（见图2）。
图22. 元素分析化学成分符合SA213《锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子》对T91的化学成分要求。
3. 金相检验（1）爆口边缘处金相组织为回火马氏体组和碳化物，组织老化4级（如图3）。
（2）距爆口周向10mm、20mm处金相组织为回火马氏体组和碳化物，组织老化3～4级。
秦皇岛热电厂4号锅炉缺水爆管事故资料1997年12月16日，华北电力集团公司秦皇岛热电厂4号锅炉在高压加热器入口三通阀故障、锅炉断水、低水位保护和后备保护失效情况下，由于人员判断错误，致使锅炉较长时间在断水状态下运行，导致水冷壁多处爆管，大面积过热损坏，初步估计直接经济损失约312万元，构成重大事故。
事故发生后，华北电力集团公司和秦皇岛热电厂迅速成立了事故调查组，按照实事求是、尊重科学、严肃认真的精神，完成了事故调查工作，按时提交出事故调查报告（见附件）。
此次事故暴露出秦皇岛热电厂在安全、技术、设备管理等许多方面工作没有到位，人员安全教育和培训方面存在严重问题，同时也反映出华北电力集团公司的有关领导对基层企业安全生产工作的领导、管理和监督不力。
为了严肃安全生产责任制，教育广大干部职工，认真吸取事故教训，改进安全生产工作，根据国家电力公司《电力安全生产奖惩规定（试行）》，经研究决定：给予华北电力集团公司×××、×××、×××全国通报批评。
按照人事管理权限，华北电力集团公司做出了给予秦皇岛热电厂×××、×××行政降级处分，×××行政记大过处分的决定；秦皇岛热电厂对其他事故责任人根据对事故应负的责任分别做出了处罚决定。
针对事故暴露出的问题，提出以下要求：一、电力企业必须坚持“保人身、保电网、保设备”的原则，认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，各级管理人员尤其是企业领导对安全生产工作都必须给予高度重视，并要体现在日常工作中。
二、随着大机组自动化水平的提高，要有相应的规程规定和培训工作。
有关岗位的人员必须加强学习、加强培训，掌握相应的技术知识、操作技能和事故处理规定，以适应大机组、大电网安全稳定运行的要求。
三、要加强对锅炉仪表、热工保护、继电保护、自动装置的维护管理；要严格按规程定期检查和试验；发现缺陷及时处理，及时恢复；不能及时消除的缺陷要认真执行审批制度，并制定替代措施，有关人员要严格执行。
火力发电锅炉“四管”部件失效形式和机理概述热能发电厂大部分是火力发电，它地运作方式是用易燃地材料，比如煤炭，可以经过加热热水产生地蒸汽转化成电能。
目前，热发电是我国电力供应地大部分手段之一。
伴随时代地发展，新能源地使用与发现，发电厂需要伴随时代的发展不断创新它的技术，努力解决热能中存在的突出问题，更好的适应市场的发展。
因此，探讨燃煤电厂锅炉“四管”外泄成为当今的一个热门话题，以及如何防止它变成了一个问题，这也是火力发电厂的工作人员应该思考的。
标签：发电；锅炉；四管1 电厂“四管”外泄的危害伴随中国的电力消耗与外部电力传输的增加，热力发电厂的规模不断扩大。
近年来，伴随大型锅炉的使用，大型锅炉的复杂性增加了。
因此，锅炉事故不断发生，最严重的是锅炉”四管”外泄。
热电厂锅炉的“四管”是：过热器管、再热器管、水壁与节能器管。
”四管”的泄露会影响发电厂的效率。
一旦“四管”外泄，外泄报警将被触发，整个火力发电厂将被关闭以避免发生更大的安全事故。
伴随锅炉更加复杂，事故管道的查找、维修与装设将浪费大量的时间、资金与人力，从而降低了工厂的经济效益。
由于电厂属于易燃易爆场所，如果不及时处理外泄，会致使大量化学品的流出，严重情况可能会引起大爆炸，不仅对经济有影响也会对人身安全带来威胁。
2 火力发电锅炉“四管”部件失效的原因分析2.1 鍋炉“四管”部件失效类型及机理概述锅炉”四管”作为锅炉运行的主要部件长期在高压高速的环境中运行，在进行生产工作的过程中可能会遇到一系列的问题，产生诸如腐蚀、疲劳、冲蚀等等多种变化，由此造成的失效情况也多种多样，现将失效类型及机理报告如下：2.2 设备自身的问题在燃煤电厂锅炉专业设备中”四管”外泄原因大部分可以分为两方面，一方面，生产质量是由生产专业设备质量决定的，”四管”对工作环境的要求更苛刻，所以对专业设备的使用更加严格。
如果制造商的生产专业设备无法满足日常工作的要求就会泄露潜在的威胁，比如，锅炉烟气流动的设计，流动，锅炉通常会出现不可避免的局部燃烧现象，所以管道必须是高规格的耐高温材料。
浅析电厂锅炉受热面主要失效型式本文总结归纳了电厂锅炉受热面的主要失效型式，分析了各失效型式产生原因。
在今后的受热面失效工作中能够快捷准确的判断其失效类型，为电站的安全运行总结经验并提供借鉴。
标签：电厂锅炉；失效型式；失效原因失效的类型比较复杂，分类很多。
但针对电站锅炉工作环境的特殊性，大致存在以下几种类型：过量变形失效、疲劳失效、腐蚀失效、蠕变失效、磨损失效、脆性断裂失效、塑性断裂失效等。
1 锅炉受热面主要失效机理在长期高温高压和介质的作用下，由于几种失效机制的同时作用，往往各个部件都存在几种不同的损伤形式。
美国EPRI（电力研究院）提供了涉及锅炉各部件失效型式和损伤机理的表格[1]，对全面了解锅炉的失效很有参考价值，如下表所示。
2 超临界机组的材料主要失效型式（1）过量变形失效。
部件承受的载荷增大到一定程度，变形量超过设计的极限值，部件原有的功能被破坏从而失效。
过量变形失效又可分为以下两类：过量塑性变形失效和过量弹性变形失效；（2）疲劳失效。
在工作过程中部件承受交变载荷或循环载荷的作用，会使部件内部产生应力，这种情况下产生的应力称为交变应力。
疲劳断裂就是指在这种交变应力的作用下发生的断裂现象。
部件在疲劳载荷的作用下，其应力水平低于材料的抗拉强度，有时也低于材料的屈服强度。
疲劳断裂也有一个时间过程，即裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终的瞬时断裂三个阶段。
一个典型的断口都是由这三个部分组成的，其具有典型的“贝壳”或者“海滩”状条纹；（3）腐蚀失效。
金属材料因周围环境介质的化学与电化学作用而产生的损伤叫腐蚀失效。
部件的腐蚀损坏表现为失重、材料表面完好状态的破坏和生产裂纹。
常见腐蚀失效有以下几种主要类型：高温氧化；低熔点氧化物的腐蚀（高温腐蚀）；烟气腐蚀；应力腐蚀；点蚀或孔蚀；垢下腐蚀；氢腐蚀；（4）蠕变失效。
金属材料在恒应力长期作用下而发生的塑性变形现象称为蠕变。
在任何温度范围内蠕变都可以发生，只不过温度高变形速度大而已。
