600MW亞臨界鍋爐低溫過熱器管道磨損淺析及防治

于新

【摘要】近幾年來，火力發電機組鍋爐“四管”防磨防爆得到各發電公司的高度關注。本文結合國華臺電亞臨界機組燃煤鍋爐在檢修工作中發現的低溫過熱器管道磨損現象進行分析，并針對分析結果及實踐經驗，從運行操作和檢修工藝管理方面制定切實可行的技術措施，從而有效的預防或減少了鍋爐泄漏事件的發生。

【關鍵詞】低溫過熱器;磨損;原因;措施

1.引言

近幾年來，鍋爐“四管”防磨防爆工作得到各發電公司的高度重視，如何利用機組檢修機會，切實落實“二十五項反措”有關防磨防爆控制要求，是一項長期而艱巨的任務。

國華臺電600MW機組由是上海鍋爐廠有限公司生產的亞臨界壓力一次中間再熱控制循環汽包爐，單爐膛П型露天布置，全鋼架懸吊結構，固態排渣。

過熱器采用輻射傳熱，布置于煙氣高溫處，且采用順列布置，在過熱器各級受熱面之間采用集中大管道及大三通連接，增加了充分混合的效果并簡化了布置，左右兩側的連接管不進行大交叉，以避免汽溫偏差疊加。各級受熱面的管子選材，都經過大量的壁溫計算，既保證安全又考慮了材料的合理使用。

過熱器的系統布置按煙氣流程依次為分隔屏→后屏→末級→包覆和低溫過熱器，共五級;按蒸汽流程依次為爐頂、延伸側墻及尾部包覆過熱器→低溫過熱器→分隔屏→后屏→末級過熱器。

低溫過熱器全部布置于后煙井內，省煤器上方，共分三組水平蛇形管，水平蛇形管每組為127排，最后由垂直出口段從爐頂引出。每排蛇形管由6根并聯管圈套彎，管子外徑Φ57mm，橫向節距152mm，在水平蛇形管最下面一組的入口端，采用了分叉管結構，過熱器管子材料，中、下部管組全部為SA-210C。上部管組為15CrMo。整個低溫過熱器蛇形管組由省煤器懸吊管支吊（如圖1所示）。

圖1

2.案例及原因分析

2013年10月，國華臺電3號機組A級檢修，在檢查低溫過熱器時，發現低溫過熱器高溫段下部、中溫段上部管道有磨損，呈橢圓狀，深度約0.3㎜（如圖2所示）。

根據低溫過熱器管道磨損的現象，對高、中、低三段低溫過熱器進行檢查，共發現磨損的管道300多根，磨損部位在吹灰器區域，其它部位沒有磨損現象。

為了盡可能全面深入的了解低溫過熱器管道磨損的原因，有必要從過熱器管道材料、安裝工藝、運行方式等方面進行分析，從而得出低溫過熱器管道磨損原因，現結合實際從以下幾個方面進行探析。

2.1 低溫過熱器管材工藝性能

國華臺電600MW亞臨界機組（參數為17.75MPa、540/540℃），額定負荷下低溫過熱器的出口溫度397℃，按照《火力發電廠金屬材料選用導則》DL/T715-2000對過熱器管的材料要求：

“具有足夠高的蠕變強度、持久強度和持久塑性，并在高溫、長期運行過程中，具有相對穩定的組織和性能。對于合金鋼管，在整個使用期內，外徑蠕變變形量不應大于2.5%;

對于碳素鋼管，不應大于3.5%;具有高的抗氧化性能，所用材料應屬1級完全抗氧化性材料，工作溫度下的氧化速度應小于0.1mm/a;

具有良好的冷、熱加工工藝性能和焊接性能”。

圖2

國華臺電低溫過熱器使用的鋼材SA-210A和15CrMo，SA-210A鋼是低碳鋼，該鋼具有良好的工藝性能，在530℃以下具有滿意的抗氧化性能，但在470℃～480℃高溫下長期運行過程中，會發生珠光體球化和石墨化。當HB=137～174時，相對加工性為65%。該鋼無回火脆性，主要用于壁溫≤425℃的蒸汽管道、集箱;壁溫≤450℃的受熱面管子及省煤器管等。

15CrMo鋼是低合金鋼，該鋼正火后的組織為鐵素體、貝氏體和部分馬氏體，正火、回火后的組織為鐵素體、貝氏體和回火馬氏體，其冷加工性能和焊接性能良好，無石墨化傾向。在520℃以下，具有較高的持久強度和良好的抗氧化性能，但超過550℃以后，蠕變極限將顯著降低。長期在500℃～550℃運行，會發生珠光體球化，使強度下降。主要用于壁溫≤510℃的蒸汽管道、集箱;壁溫≤540℃的受熱面管子。

從鋼材的情況分析，低溫過熱器使用的鋼材滿足生產要求，運行中無明顯的磨損現象。

2.2 低溫過熱器的運行工況

低溫過熱器布置在后煙井，由省煤器懸吊管支吊。主要利用尾部煙氣的余熱，提高鍋爐的熱效率。為保證傳熱，兩側安裝有吹灰器，便于及時清理積灰。從安裝工藝看，低溫過熱器懸吊布置，運行中沒有碰撞、摩擦的現象，存在煙氣、灰塵的吹損現象。

為及時清理低溫過熱器管道表面的灰塵，在后煙井安裝有吹灰器，定期對灰塵吹掃。此次檢查發現的磨損管道，均處于吹灰器吹掃區域。

吹灰器使用的蒸汽從高溫過熱器入口集箱引出，經安全閥減壓后供吹灰器使用，吹灰時吹灰器閥門內的調壓盤將壓力調整至吹灰所需壓力進行吹灰。

2.3 低溫過熱器磨損原因分析

從國華臺電低溫過熱器磨損的情況看，可以排除管道材質及管道安裝工藝方面的問題，從磨損的部位分析，應屬于吹灰器運行過程中對管道吹損造成。

吹灰器在使用前，必須根據現場對吹灰壓力調整，以保證吹灰所需壓力要求。本次檢查發現的吹灰器區域低溫過熱器管道磨損現象，與吹灰器工作時的壓力有關系，吹灰器在運行過程中壓力偏高，造成低溫過熱器管道的損壞。

3.防治措施

3.1 分析結論

從以上分析可以得出，造成低溫過熱器管道磨損的原因主要是吹灰器壓力偏高，吹灰器運行過程中對管道長時間吹損形成。

3.2 防治措施

3.2.1 核查運行時吹灰器的壓力，并調整至吹灰器工作上下壓力要求。

3.2.2 對吹損的低溫過熱器管道進行更換，防止因管道磨損發生泄漏現象。

3.2.3 結合本次低溫過熱器管道磨損的現象，對其它機組的低溫過熱器管道檢查，并調整吹灰器壓力，以防止類似現象發生。

3.2.4 調研吹灰器的工作時間及頻率，并適當調整。

4.結束語

通過對國華臺電低溫過熱器管道磨損問題的研究分析，造成低溫過熱器管道磨損的主要原因是吹灰器運行過程中壓力偏高，吹灰器壓力設置不合理。在今后的工作中，對吹灰器工作壓力進行核查調整，保證吹灰器工作壓力符合要求，防止因壓力偏高對鍋爐受熱面管道的損壞。

參考文獻

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