金属氧化引起锅炉爆管事故原因分析及防范措施论文万文.doc

PAGE  PAGE 11 金属氧化引起锅炉爆管事故原因分析及防范措施 （宁夏银仪电力设备检修安装有限公司，宁夏银川，万文） 【摘要】 本文描述了宁夏中宁发电公司#2锅炉一起爆管事故，对爆管原因进行了分析，发现锅炉超温运行引起炉管内壁氧化脱落，堵塞管内蒸汽流通，从而导致炉管短期超温爆管，并对金属高温氧化的产生机理进行了分析。宁夏银仪检修公司在处理中电公司炉管氧化爆管过程中采取了机械清理、化学清洗、蒸汽吹扫等措施，消除了缺陷，使机组顺利投入运行；同时提出了防止此类事故发生的措施。通过分析和处理表明，只要我们采取正确的处理方法就可以消除和避免此类事故的发生，确保机组稳定运行。 【关键词】 火电厂 金属氧化 锅炉爆管 防范措施 火电厂锅炉爆管事故一旦发生，必须停炉处理，影响整个机组的安全性和经济性。诱发此类事故的原因很多，如炉管制造缺陷、设计缺陷、燃烧控制不当、运行误操作、基建安装等等，但不论是什么原因，只要我们掌握的它发生的机理、加强监督，就能够有效减少甚至避免事故的发生，提升机组的安全运行可靠性。本文中某电厂爆管抢修事故揭示了诸多诱因中非常普遍但又容易被忽视的重要原因之一——炉管的氧化。 一、事故经过 宁夏中宁发电有限公司（以下简称中电公司）两台330MW亚临界机组始建于2003年，#1、#2机组先后于2004年、2005年投产，最大设计负荷330MW；锅炉型号：WGZ1112/17.5—3，最大蒸发量为1112.4T/h，采用自然循环；其中过热器出口设计温度540℃、出口压力17.54MPa。 2010年11月13日，该公司#2炉固定端48米处折焰角上方高温过热器发生爆管，事故现场伴有刺耳的泄漏声， #2炉固定端排烟温度上升，主汽流量、给水流量和机组补水量增大。停炉后，宁夏银仪电力设备检修安装有限公司（以下简称银仪检修公司）对爆管现场进行检查，确定爆管位置为过热器第34排第一管圈入口管，规格为￠54×8，材质T91。从外观上，爆口成喇叭状，爆管后严重变形，并在巨大的反作用力下将附近的第35、36排部分炉管打弯变形，推测炉管为瞬间爆开，爆口如图1所示。 图1：爆裂变形的炉管 通过进一步对高温过热器、后屏过热器、高温再热器外观、壁厚、硬度和蠕胀等测量,其吹损程度、硬度、壁厚和蠕胀数据全部在正常范围内。为进一步查明爆管原因，银仪检修公司对过热器U型弯进行X射线拍片检查，发现高过水平直管段（材质：TP347H）内有明显的异物；割除该处管排U型弯后发现，高温过热器第28、32排炉管内有大量氧化皮沉积物，其它管排U型弯处也发现了少量的氧化皮沉积物，如图2所示。 图2：从炉管中清理出的金属氧化皮 银仪检修公司扩大检查范围，对高过入口集箱、后屏过热器入口集箱、分隔屏左、右入口集箱的封头进行割除，并用内窥镜检查，未发现集箱内有异物。 二、原因分析 针对中宁公司连续爆管的问题，西安热工研究院、北京必可测科技公司受中电公司委托，利用其奥氏体不锈钢内壁氧化皮检测技术，进行有针对性地检测，对氧化皮脱落堆积严重的管子进行割管检测。从清理出的氧化皮数量表明：中宁公司#2锅炉目前处于氧化皮生成多发期及氧化皮易脱落期。北京必可测科技公司到现场对末级过热器TP347H管子直管段内壁氧化皮厚度及剥落情况检测结果显示：炉前与炉后相比，炉前侧氧化皮剥落明显，炉后侧氧化皮分部较为均匀；从固定端数，炉前第24，27，28，32屏的第1根管，炉后数第25，28屏的第1根管氧化皮明显偏厚。其主要分布状态见图3-图6。 氧化皮含量g 磁场强度A/m 图3 炉前距下弯头1.7m处第1根管氧化皮厚度分部状态 氧化皮含量g 磁场强度A/m 图4 炉前距下弯头4m处第1根管氧化皮厚度分部状态 氧化皮含量g 磁场强度A/m 图5 炉后距下弯头1.7m处第1根管氧化皮厚度分部状态 氧化皮含量g 磁场强度A/m 图6 炉后距顶棚下3.5m处第1根管氧化皮厚度分部状态 根据目前国内外对氧化皮形成、脱落、危害、预防的研究了解，中电公司#2炉过热器内存有大量氧化皮的原因，主要是金属壁温频繁或长期过热超温引起，过热温度虽然没有达到使炉管蠕变的程度，但长期超温工况下运行导致了金属氧化加剧，氧化皮脱落后堆积在炉管内，减小了管内蒸汽的流通截面，蒸汽无法将炉管热量及时带走，导致炉管在短时间内因过热而强度急剧下降，在炉管内蒸汽压力的作用下最终导致爆管。在后续调查中发现，中电公司运行操作过程中，曾发生多次炉管超温运行现象，最长超温时间达30分钟之久。 那么，炉管氧化皮是怎么产生的，应如何防范，遇到此类缺陷后如何处理呢？ 三、炉管氧化皮产生的机理及其危害 （一）炉管氧化皮产生的机理。 金属的氧化普遍的、缓慢的、正常的化学现象。金属表面的氧化本质上是一个电化学腐蚀过程。室温下，铁合金产品，主