热电站锅炉水冷壁爆管原因分析

张宝红

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

热电站锅炉水冷壁爆管原因分析

张宝红

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

我厂电站两台高压燃煤锅炉2009年发生多起水冷壁爆管事故，采用化学分析、测厚等方法对失效水冷壁进行分析，结果表明:水冷壁爆裂主要原因是管壁内侧水垢阻碍热传导所致

燃煤锅炉;水冷壁;水垢;失效分析

2009年洛阳隆惠石化工程公司热电站两台高压燃煤锅炉因水冷壁爆管泄漏导致停炉9次，因省煤器泄漏导致停炉5次，爆管后，电站要求对部分炉管测厚检查并对材质进行化学分析，炉管材质为20G，规格:Φ61×5。

1 管壁检测

首先对爆管处及附近管壁定点进行测厚检查，结果见表1。

表1 壁厚检测结果 mm

通过测厚检查发现壁厚变化不是很大，排除了因炉管厚度减薄引起爆管的可能性。

2 化学成分分析

对炉管取样进行化学分析，结果表明，其成分符合高压锅炉用无缝钢管20G的标准要求，见表2。

表2 化学成分分析

3 解剖分析

对爆管段水冷壁管纵向剖切后发现，水冷壁管内附着有一层水垢，水垢厚度大约0.5mm，水质问题造成管内壁结垢阻碍了正常的传热，由于热量不能及时被带走，在炉膛高温作用下管子局部过热，超过许用温度后屈服强度降低，在内部介质高压作用下发生塑性变形而鼓包、进而裂口泄漏，另外从2009年11月以后停炉检修时陆续发现部分水冷壁管内出现严重的垢下腐蚀现象，最深处减薄到2～3mm以上，也是造成锅炉连续爆管的主要原因。

4 分析与讨论

炉管的化学成分符合GB5310－1995标准对20G钢的要求，钢中非金属夹杂物含量不高，水冷壁管冶金质量和锅炉运行情况符合设计要求。炉管爆裂表明失效水冷壁炉管在使用过程中温度已超过了钢的Ac3温度(20G钢的Ac3温度为855℃)，这是因为向火侧水冷壁炉管内存在水垢，导致炉管传热受阻形成局部过热，使该部位温度迅速上升至Ac3相变温度以上，这必然引起该区域炉管的耐热强度下降，并在工作压力下发生塑性变形形成鼓包，当鼓包膨胀减薄到一定程度，鼓包爆裂，爆裂瞬间，水冷壁管内蒸汽将快速穿过爆口，使爆口附近管壁迅速冷却到中温转变温度区发生贝氏体转变，而组织的相变进一步恶化炉管的力学性能，促使炉管破裂。

5 结论

通过以上分析可知，加强炉水质量控制，提高水质合格率，是避免水冷壁爆管的重要因素，还需要对锅炉本体水冷壁进行专业清洗，以延长其使用寿命，加强日常的维护与保养，使其能够长周期运行。

TQ050.7

B

1003－3467(2010)12－0054－01

2010－04－28