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承压部件爆破泄露典型事故​案例解析

发布时间 :

2019-07-10

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案例一 水冷壁过热爆管

1. 事件经过

某电厂两台容量为1910t/h本生型直流锅炉,锅炉蒸发Ⅰ段采用螺旋水冷壁,Ⅱ段采用一次垂直上升水冷壁。

自2005年投产至2007年,两台锅炉共发生十多次水冷壁横向裂纹泄露事故。

统计十多次水冷壁泄露点情况;泄露点集中于前、后墙水冷壁区域,即蒸发Ⅰ段出口联箱入口处、锅炉蒸发Ⅱ段入口联箱出口处、蒸发Ⅰ段出口下部1~2m处以及炉膛内个别燃烧器上部受热较强的水冷壁。

2007年6月,对停炉小修的2号锅炉蒸发Ⅰ段、Ⅱ段处仔细检查,发现横向裂纹十多处,这些水冷壁横向裂纹密集,向火侧管壁有氧化皮和球化现象。泄露裂口断面粗糙,管子基本没有涨粗减薄现象。

2. 事故原因分析

(1)水冷壁泄露的原因为管子横向裂纹失效。锅炉运行中,由于高负荷区域工质流速低的水冷壁管壁壁温上下交变,管子向火侧外壁管壁温度高达500℃,温度波动幅度为±50℃,该管段由于受热面管内汽水混合物全部“蒸干”,出现不稳定的过热现象,管壁温度大幅度波动导致疲劳失效破坏。

(2)炉内火焰分布不佳,热负荷不均匀。锅炉采用前后墙对冲旋流燃烧,24只燃烧器分为三层,由于各一次风管煤粉浓度不均,造成炉内火焰分布不佳,热负荷不均,出现了蒸发Ⅰ段出口联箱入口处、锅炉蒸发Ⅱ段入口联箱出口处、蒸发Ⅰ段出口下部及炉膛内个别燃烧器上部受热较强的水冷壁超温现象。

(3)运行中两台机组长期参与电网调峰,使得锅炉低负荷工况运行时间长,水冷壁水动力特性不稳定,造成管壁温度波动。

(4)由于煤质和燃烧器调整等原因,锅炉运行中炉膛结渣、积灰,积灰、结渣和大渣的脱落也造成水冷壁温度波动。

在上述原因影响下,水冷壁局部高热负荷区域的工质流速低,含汽率增大,水冷壁各管出口温度和焓值产生较大波动,使前后墙高热负荷区域水冷壁产生横向裂纹,发生泄漏。

3. 防范措施

(1)防止运行中给水流量大幅度波动,锅炉启动给水流量不低于140t/h。严格控制中间点温度在正常值,使其保持微过热度10~20℃运行。

(2)锅炉低负荷运行时,合理安排磨煤机运行方式,加强燃烧调整,避免锅炉炉膛局部热负荷过高。

(3)防止锅炉结渣积灰。

(4)严格控制锅炉升温升压和增减负荷速度,升温速度应小于2℃/MIN。

(5)运行中应严格控制锅炉水冷壁管壁温度,发现温度大幅度波动,应立即采取相应措施,如:减少给煤量减弱燃烧,适当增加给水量,切换磨煤机运行等。

(6)针对性的进行燃烧调整及热力试验,保证一次风管的风、粉调平、炉内热负荷均匀。

案例二 屏过爆管(材质问题、异物堵塞)

1. 事件经过

某年5月17日,某厂3号机组负荷600MW,CCS协调投入。

A、B引风机、送风机、一次风机、汽动给水泵运行,B、C、D、E、F制粉系统运行,A、B引风机静叶开度分别为74%、73%,电流分别为227A、210A,A、B空预器吹灰正在进行。

17时28分,“炉膛压力高”报警,检查炉膛压力最高+151Pa,给水流量由1800t/h增加至1820t/h,两台引风机静叶开度由74%、73%均开至87%,电流分别升高至238A、230A,锅炉投助燃油。

检查“四管泄漏”装置报警显示2、5、6、7、9、10、13、14、15、16、19、20点为红色泄露信号,停止锅炉吹灰,就地检查发现锅炉左侧水冷壁螺旋管圈出口联箱偏上至水平烟道部位声音异常,汇报值长降负荷至300MW。

17时35分,给水流量继续增加至1840t/h。19时11分,确认锅炉爆管,接值长令,机组停运。

2. 事故原因分析

(1)此次锅炉泄露为屏过,管材规格为T91、φ38mm×6.6mm,暴口长77mm,爆口张开宽度97mm,边缘锋利光滑,管壁边缘厚度不足1.0mm,管子内外壁无明显氧化结垢。

爆口具有短时过热爆破特征,因该泄露管屏未布置壁温测点,使得屏过管超温无法发现。

根据现象分析爆管原因:

一是管材本身材质问题;

二是该屏集箱内有异物物。

(2)施工单位在安装时未进行仔细检查,忽视安装质量,质检人员责任心不强。

(3)监理单位验收把关不严,未采取针对性的验收手段。

(4)建设单位管理不到位,在落实细节责任制上存在漏洞。

3. 防范措施

(1)对爆管的屏过出口前数第1根管子做整圈管子更换。

(2)与爆破管子相邻吹损变薄严重的同屏前数第17、20根吹损部位进行更换。

(3)对屏过入口集箱左数第3~14、17~28检查孔割除,做内部异物检查,发现入口集箱存在少量机械加工铁屑和杂物。

(4)屏过出口水平段间隔管更换新管。

(5)屏过出口磨损深度达0.8mm的T91管子进行补焊处理。

(6)屏过入口水平段间隔管磨损处补焊(管材TP347H)。

(7)增设泄露屏等8个管圈壁温测点,以便运行中监视和控制屏过管壁温度。

(8)其他减薄不超过10%的管子,不作更换处理,继续跟踪,待下次停机时再复查。

“四管”问题是电厂锅炉安全建设的重点,锅炉防磨防爆工作涉及管理体系建设、锅炉运行、设备检修、事故分析等多个环节。同时涉及金属、化学、热工、化水、燃料等多个专业,是一项系统工程。云酷科技的三维可视化防磨防爆系统全方位解决锅炉安全问题,为电厂锅炉安全保驾护航