锅炉水冷壁高温腐蚀区横向裂纹分析研究

刘 文

（山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司，山东 济南 250002）

水冷壁管高温腐蚀区域易产生横向裂纹，严重威胁电站锅炉的安全稳定运行，造成严重的经济损失。近年来，水冷壁高温腐蚀区横向裂纹引发亚临界锅炉水冷壁爆管事故，最终导致非计划停机事故。锅炉水冷壁高温腐蚀区的横向裂纹产生因素较多，如锅炉启停、水质、运行控制等。由于横向裂纹产生机理及扩展原因复杂，现场检验检测条件有限。因此，当前急需加强对电站锅炉水冷壁高温腐蚀区横向裂纹产生、扩展原因及应对措施的研究工作。

某电厂锅炉在停机检查中，监督检查人员宏观发现锅炉高温腐蚀区水冷管外壁存在多条横向裂纹，水冷壁材质为SA-210，规格为Ф63.5×8mm，均为轧制内螺纹管。通过宏观观察，材质分析和无损检测，研究分析锅炉水冷壁管横向裂纹的产生原因。结果表明：在壁温波动导致的热疲劳应力和高温的共同作用下，管样向火面外壁边缘可见内壁扩展的穿晶型裂纹，裂纹内部充满腐蚀产物，最终导致水冷壁管泄漏。

1 设备情况简介

某电厂一期工程2 台300MW 机组分别于1991 年7月和12 月份相继投产，二期工程2 台300MW 机组分别于1993 年12 月和1994 年11 月投产，锅炉为亚临界一次中间再热自然循环300MW 锅炉，后4 台机组均扩容到320-330MW。锅炉以MCR 工况为设计参数，在机组电负荷321MW 情况下的锅炉最大连续蒸发量为1025t/h。机组负荷为300MW 时，锅炉的额定蒸发量为935t/h。

水冷壁及燃烧器布置：

锅炉均使用四角切圆燃烧，在炉膛每个角放置煤粉燃烧器5 只，布置二次风口3 只，布置三次风口2 只。……