WGZ65/39—12型煤粉爐檢驗案例分析

【摘 要】 電站鍋爐在長期運行中，部件材料也會隨之發生老化現象。由于現場情況不同，硬度和金相檢驗也會面臨諸多難點。本文就某電廠現場情況，即主蒸汽管壁溫過高和粉塵較大展開分析，提出解決該問題的方法。

【關鍵詞】 硬度 金相 主蒸汽管 壁溫 粉塵

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.04.020

1 WGZ65/39-12基本情況

電站鍋爐長期在高溫高壓下運行，定期檢驗中會遇到很多問題，現以沈陽某自備電廠檢驗中遇到的問題為例，分析工作過程中所遇難點與對應解決方法。

該廠于1982年初安裝三臺型號為WGZ65/39-12型煤粉爐（鍋爐主要參數見表1），當時用于提供煤氣。之后停爐改造，安裝了汽輪機，按照三爐兩機交替運行，采用母管制（見圖1），至今每臺爐運行接近15萬小時。

表1 鍋爐實際使用參數

注：原設計給水溫度為150℃，考慮該廠熱力系統的經濟性，取消了加熱器，降為104℃。

對于長期服役的鍋爐，由于各個使用單位的管理水平和維護情況不同，鍋爐部件會出現不同程度的老化現象，尤其是在蒸汽參數較高的主蒸汽管部位。在檢驗過程中必須運用多種檢驗設備與檢驗方法，相互印證檢驗結果的準確性。所以，本文以最具代表性的主蒸汽管作為典型研究對象，提出相應檢驗方法。

2 檢驗中發現問題及原因

按照《鍋爐定期檢驗規則》第35條規定：對于運行時間已達10萬小時的主蒸汽管和再熱蒸汽管，還應對彎曲部位等進行硬度、蠕變裂紋和金相檢查。所以對主蒸汽管又增加了硬度和金相檢查。經現場勘查，遇到兩個問題：一是主蒸汽管道壁溫過高；二是現場作業環境粉塵較嚴重。

2.1 溫度過高

檢驗過程中發現，由于聯絡閥關閉不嚴，一小部分蒸汽從母管漏入主汽閥后的主蒸汽管中（見圖1），致使主蒸汽管壁溫超過100℃，這種狀況使得硬度和金相都無法正常進行。按照硬度檢驗要求條件，工作溫度一般在10℃～35℃室溫下進行。而金相檢驗也不宜在過高溫度下進行，因為腐蝕劑為4%硝酸酒精，酒精在80℃即可達到沸點，在當時溫度下腐蝕劑根本發揮不了作用。所以現場的管壁溫度成為亟需解決的問題。

2.2 現場空氣中粉塵過多

鍋爐車間內有三臺鍋爐設備，至少保證運行一臺。且服役時間長，漏風漏煙現象較其他鍋爐嚴重，主要是在制粉系統和尾部煙道處有漏煙現象。車間內彌漫的粉塵，也給金相工作進行帶來不小的困難。現場人員可以配備防塵口罩和護目鏡，但在金相工作進行中，剛剛處理好的拋光面很快就會附著上粉塵。同時顯微鏡在使用過程中，鏡頭也會附著上粉塵顆粒，影響觀察判斷，見圖中標注的圓圈內即為粉塵顆粒（見圖2、圖4、圖7）。

3 檢驗中發現問題的處理辦法

面臨以上兩個問題，必須保證在機組正常運行條件下順利解決。經過現場勘察，將檢驗點選在主汽閥后的第一個彎頭處。同時在聯絡閥鍋爐側加裝盲板，可保證不泄漏蒸汽進入主汽管道內，使溫度降低至35℃以內，保證作業的基本要求。而空氣中的粉塵只能在金相檢驗過程中，將儀器蒙在布下操作，盡量減少粉塵的侵入。同時增加金相檢驗點，換來比較理想的檢驗效果。

3.1 硬度檢驗

該鍋爐主蒸汽管材質為20G，比較適合用于低壓鍋爐。檢測所用的硬度計為HL-80里氏硬度計，D型沖擊裝置。硬度檢測部位如圖1所示的彎頭，硬度數據見表2。

根據DL/T 438-2009《火力發電廠金屬技術監督規程》規定：20號鋼硬度控制范圍為106-159HB。從上表可看出，彎頭處硬度值已接近控制范圍的下限，表明經過長期使用，硬度已出現降低。

3.2 金相檢驗

20G鋼的珠光體球化特征分為5級，分別對應未球化、傾向性球化、輕度球化、中度球化和完全球化。伴隨著不同球化等級，20G鋼無論在微觀組織還是在宏觀力學性能都存在明顯的變化。因此，長期以來20G鋼組織中珠光體球化程度常被廣泛用作判定該類鋼使用可靠性的重要判據之一。

金相檢驗結束后，不同倍率下均發現了粉塵顆粒附著在鏡頭和管壁上（見圖2-圖7），組織照片中標注的圈內即為粉塵，評級中排除這些因素的干擾。珠光體球化程度評級按照DL/T 674-1999執行。通過觀察發現：照片中珠光體區域尚完整，層片狀碳化物開始分散，趨于球狀化，晶界有少量碳化物，珠光體形態尚明顯，屬輕度球化，評為3級。

4 總結

經過長期的周期性運行，主蒸汽管硬度開始接近限定范圍下限，球化現象已經顯現，威脅到了鍋爐的安全穩定運行，對該鍋爐給出監督運行結論。所以加強對10萬小時以上鍋爐的金相檢驗與硬度檢驗非常必要，而且對于這種長期在役鍋爐，應適當縮短檢驗周期，加強對金相與硬度的定點檢驗。

除對設備本身加強檢驗之外，還應對各項安全管理制度和運行故障記錄等加強監督。只有使用單位嚴格執行質量保證體系，才能保證鍋爐設備的安全有效運行。