CFB鍋爐高過穿墻管泄漏分析及對策

胡 松 陳 勇 楊啟堯

（甕福集團，貴州 福泉 550501）

CFB鍋爐高過穿墻管泄漏分析及對策

胡 松 陳 勇 楊啟堯

（甕福集團，貴州 福泉 550501）

對循環流化床高溫過熱器穿墻管材料進行化學成分分析、金相檢查、位置分析，找出過熱器管穿墻管裂紋原因，并提出整改施工方案工藝監護及維護措施，有效控制了由此造成的鍋爐頻繁故障停車檢修，提高了鍋爐的有效率，降低了生產成本。

鍋爐；過熱器；穿墻管；泄漏

一、概述

我公司熱電裝置DGJ130/9.81-Ⅱ2型CFB鍋爐是國產摻燒污泥的130t/h高溫高壓循環流化床鍋爐。本鍋爐為單汽包、自然循環、循環流化床燃燒方式，露天布置。鍋爐由1個膜式水冷壁爐膛、1個汽冷式旋風分離器和1個由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)組成。

爐膛內布置有兩片屏式過熱器。鍋爐共設有兩臺給煤裝置和兩個石灰石給料口，給煤裝置部置于爐前，在前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置，石灰石口部置于爐兩側中心。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風室，其與兩臺風道點火器相連，風道點火器內各布置有一個油槍點火燃燒器；爐膛底部分設置兩臺冷渣器。

表1 高過穿墻管對接處材質

爐膛與尾部豎井之間，布置有1臺汽冷式旋風分離器，其下部布置1臺“J”閥回料器。在尾部豎井中從上到下依次布置有高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器和臥式空氣預熱器。過熱器系統中設有兩級噴水減溫器。

蒸汽從二級噴水減溫器出來經連接管流入布置在尾部煙道上部的高溫過熱器。蒸汽從爐外的高溫過熱器進口集箱的右端引入，與煙氣逆向流過高溫過熱器管束后進入高溫過熱器出口集箱。高溫過熱器為外徑φ42mm×5mm雙繞5圈蛇形管束，管束沿寬度方向共有56片。

自2009年10月A爐正式投入使用以來，于2010年2月9日發現高溫過熱器穿墻管澆筑料處焊縫泄漏，至2011年3月5日共發現7次泄漏，B爐自2009年9月投入使用，于2009年12月5日至2011年3月5日共發現泄漏5次，嚴重影響了鍋爐的安全及長周期運行，檢查發現每次泄漏均在高過穿墻管的異種鋼焊縫處，從焊縫邊緣1mm處環形焊縫開裂。措施是更換350mm長同材質光管，爐管規格及材質見表1。高過穿墻爐管φ42mm×5mm、材質12Cr1MoVG，與連接管長度200mm、鋼研102對接焊，對應的國產材料12Cr2MoWVTiB，從前包墻往后包墻看密封盒處高過穿墻管共28排，每排4列。為了更好的分析其原因，將2010年2月9日A#爐高過穿墻管泄漏處的管段作為試樣。

二、泄漏管的檢查

1.泄漏管外觀

將從斷口處爐墻外的12Cr1MoVG端切取兩截長約150mm并帶有焊接頭斷口的短管，再切取帶焊接頭的12Cr2MoWVTiB管，將其從中部剖分兩片。將150mm的兩根短管定義為1#、2#，將剖分的兩塊小瓦片定義為3#、4#。

（1）發生裂紋的高過穿墻管，裂紋部位均在穿后墻的高過密封盒澆筑料處，全部靠近高過出口集箱，裂紋方位都向內，并沿焊縫邊緣1mm處。

（2）發生泄漏的焊口都被后墻密封盒的筑料所澆筑，密封盒寬150mm、高200mm。

（3）1#、2#、3#、4#是完全斷裂，管內均無明顯的氧化鐵皮。外表面可見到高溫油漆。管段無變形，管壁沒減薄，斷口邊緣均無剪切唇邊。每個斷面均分成上下大約相等的兩部分，上半部分斷面呈黑色細瓷狀，屬于脆性斷口。下半部分斷面色澤光亮，斷口平齊，結構粗糙，有閃光小平面。正中間有一高大的舌狀撕裂區，為脆性斷裂口。

2.高過管蠕脹檢查

蠕脹管外徑為45.14mm、45.2mm，蠕脹率分別為0.3%、0.44%；高過管最大外徑45.26mm、蠕脹率為0.57%；最小外徑45.08mm、蠕脹率為0.17%，都滿足蠕脹率≤3.5%的要求。

3.高過管材質及金相分析

從高過管的化學成分和金相組織檢驗中可知，12Cr1MoVG與12Cr2MoWVTiB鋼管的化學成分、金相組織、晶粒度、脫碳層和夾雜物均符合GB5310-2008的國家標準要求，焊縫組織正常，未發現焊接缺陷。可以斷定高過穿墻管的斷裂與材質無關，與焊接工藝無關。

三、高過管焊口斷裂原因

從上述外觀檢查發現高過管斷口的形狀來分析，斷口的外表面是最先開裂的裂源區，屬于脆性斷口。綜合分析斷口產生的原因是在拘束力的應力作用下，由于穿墻管密封盒內澆滿了澆筑料，使管道膨脹間隙很小，限制了材料的自由伸縮，在強大的冷熱應力和其它外力共同作用下產生斷裂。

四、措施

1.設備維護措施

（1）按照圖紙重新施工澆筑料，在做澆筑料之前，在該短管處涂上1～2mm的瀝青，澆筑料厚50～60mm，其余都用耐溫鹽氈棉，并焊銷釘。

（2）將澆筑料內的焊縫全部移出澆筑料密封盒外，便于檢修及伸縮。

（3）對焊縫進行無損檢測，并及時處理所存問題。

2.工藝監護措施

（1）平穩操作。防止壓力、溫度的波動，保持工況的穩定，制定工藝操作規程，并認真執行。

（2）加強巡檢。巡回檢查把高過的泄漏問題作為一項重要檢查項目，并做好記錄，注意操作條件，在DCS上隨時監護其溫度、壓力的變化。

（3）管理措施。按鍋爐壓力容器管理規范要求，技術組制定相關保護措施，停爐定期檢查高過管的彎曲、焊縫等情況，并作好記錄。

TK229.66

B

1671-0711（2015）05-0040-02

2015-03-06）