????? 分隔屏過熱器位于上爐膛,在前墻水冷壁和后屏過熱器之間,沿爐膛寬度方向分6大屏,并以2286、3048的橫向節(jié)距將上爐膛分隔。每大屏分成并聯(lián)的前組件和后組件二部分,管徑為ф57,前組件外環(huán)為ф60,每組件有31根管。由于分隔屏左右進(jìn)出口聯(lián)箱在大包箱內(nèi)是縱向布置,而爐內(nèi)管屏是橫向布置,因此管子走向較為復(fù)雜,交叉布置全在爐頂大包箱中,這種布置方式是CE 公司的專利。
?????? 進(jìn)口聯(lián)箱比出口聯(lián)箱長近一倍,前半部分分三路組成三個大屏前組件,后半部分同樣分三路組成三個大屏后組件,前后組件介質(zhì)流向成對流方式。進(jìn)口聯(lián)箱由于較長,在三通部位和延伸段無開孔引出管;而出口聯(lián)箱較短,整個聯(lián)箱包括三通在三個方向都有開孔引入管。在出口聯(lián)箱三通處前后組件最外環(huán)8根管皆接入此三通,這8根管全為前后組件出口段最外環(huán)。
???? 4 爆管原因分析
?????? 根據(jù)爆管管樣在2米范圍內(nèi)出現(xiàn)相差不大的硬度、脹粗率、內(nèi)外表面氧化皮,此管段存在長期過熱,且長期過熱度較大;從爆口的形狀象是短期過熱,但其爆口受彎曲拉伸,使診狀趨向于短期過熱。其實主要因素是長期過熱,其次為短期過熱。其原因如下:
(1)存在同屏熱偏差
???? 所謂同屏熱偏差是在同屏并聯(lián)各環(huán)路中,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原因,使得各自阻力的變化并引起并聯(lián)各環(huán)路流量的變化。流量偏小的環(huán)路,介質(zhì)吸熱量小,管壁溫度升高。當(dāng)管壁溫度超過材料的許用溫度時,管內(nèi)壁出現(xiàn)氧化、生成氧化皮,氧化皮熱阻大,進(jìn)一步促使管壁溫度上升,并在其外壁生成氧化皮,此時在氧化皮下管壁將產(chǎn)生裂紋,外壁氧化皮一旦脫落,管壁過熱更快,管壁強(qiáng)度下降、裂紋擴(kuò)張而爆管。
????? 本次爆管是在鍋爐負(fù)荷560MW時發(fā)生的,此時鍋爐各受熱面熱負(fù)荷處于設(shè)計較佳工況,燃燒熱偏差和減溫水量較小。#4屏處于上爐膛左側(cè),正常運行處于熱偏差偏低處,不應(yīng)出現(xiàn)管屏過熱現(xiàn)象,搶修時將聯(lián)箱封頭割除,也沒有發(fā)現(xiàn)有異物堵塞,短期超溫也不應(yīng)發(fā)生。
在2002年10月U207C檢修中,對分隔屏過熱器分三層檢查,發(fā)現(xiàn)問題以下問題:
1)、#3~#6屏上部管子外壁普遍存在微脹粗現(xiàn)象,#3~#4屏管過熱現(xiàn)象較嚴(yán)重,其中#3屏過熱最嚴(yán)重。
2)、#1~#6屏自夾管變形,各屏后組件前幾根都有變形出排現(xiàn)象。
3)、處理方案:換#3屏后組件第一根;其它作記錄缺陷。
建議對分隔屏共6屏最上一層作快速診斷壽命分析,以便確定下次大修換管方案。
由中試所對上述問題進(jìn)行診斷,#3~#6屏上部管子外壁普遍存在微脹粗現(xiàn)象是管子制造缺陷,不是脹粗;所進(jìn)行的氧化皮測厚壽命分析,沒有發(fā)現(xiàn)有短期壽命管,存在的問題是各屏后組件前幾根都有變形出排現(xiàn)象。
?????? 2002年06月12日18:00,#1爐分隔屏過熱器№3排前組件前數(shù)№6根出口段,在EL68000處發(fā)生爆管,爆管性質(zhì)和本次#2爐#4屏前組件出口段#2根爆管相同,爆管在前組件出口段最外環(huán)8根范圍內(nèi);而管子變形也集中在前后組件出口段最外環(huán)8根范圍內(nèi),這二個8根管卻引入到出口聯(lián)箱三通上。這二個8根管與其它管不同之處是接入出口三通處,而三通的結(jié)構(gòu)與直聯(lián)箱有較大的區(qū)別。
????? 可見,三通結(jié)構(gòu)的因素是引起在此范圍內(nèi)的受熱面管子阻力改變,阻力的變化引起管內(nèi)流量的變化,最后產(chǎn)生同屏熱偏差而使管子過熱。
(2)三通效應(yīng)
????? 大容量電站鍋爐過熱器和再熱器采用T型三通從聯(lián)箱徑向引入或引出的布置方式,造成因三通附近的蒸汽流中存在渦流區(qū),使得該區(qū)域的管屏中的流量偏小,如果這部分管屏的煙氣側(cè)熱負(fù)荷也較高,就很容易發(fā)生超溫爆管。近年來在國內(nèi)許多300WM以上鍋爐發(fā)生此類事故。有些廠采用節(jié)流孔圈再分配流量,結(jié)果反而更嚴(yán)重。過去,鍋爐行業(yè)還沒認(rèn)識此問題,而現(xiàn)在新建的鍋爐已不允許在三通上開孔引管。
????? 三通效應(yīng)在高負(fù)荷大流量的情況下表現(xiàn)明顯,對受熱面管子流量影響很大,出現(xiàn)短期過熱現(xiàn)象;而在偏移高負(fù)荷時,影響較小,表現(xiàn)為管子長期過熱。
????? 三通效應(yīng)就是平電公司分隔屏過熱器超溫爆管的根本原因,而這種影響在其它的受熱面也存在。
注:關(guān)于"三通效應(yīng)"的原理,這里不再解釋。
???? 5 下一步對策
???? 平電公司#1、#2爐分隔屏過熱器在出口三通區(qū)域2×8根已不同程度受"三通效應(yīng)"的作用而過熱損傷,目前機(jī)組運行尚無辦法,只有結(jié)合機(jī)組檢修處理。
(1)利用停爐機(jī)會對此受熱面徹底檢查,找出損傷的管子,局部更換。
(2)大、小修時將此管段更換。
(3)與鍋爐廠合作,將三通區(qū)域的管子移位。
(4)密切注意其它受熱面在三通區(qū)域內(nèi)的狀態(tài),鍋檢中列入重點檢驗項目。
(5)調(diào)研其它單位的處理方法,尋找更合適的方法。