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新闻资讯
300MW循环流化床锅炉水冷壁布风板水冷壁漏泄分析
作 者: 山东成远实业有限公司
  

随着全社会对环境保护要求的不断提高,脱硫已成为锅炉运行中至关重要的一步。循环流化(CFB)燃烧技术因具有脱硫效果好、燃烧效率高、燃料适应性高等优点,目前已经成为国际上应用广泛的干法脱硫技术之一。我国目前已有数百台循环流化床锅炉投入使用或正在制造之中。CFB锅炉系统的布风装置是锅炉空气供给系统的重要组成部分,可供锅炉实现流态化燃烧,与锅炉的流化质量和稳定运行有着密切的联系。我国CFB锅炉中使用最广泛的是是风帽式布风版。当布风装置出现故障时,会影响到燃烧工况,甚至锅炉无法实现流态化燃烧。因此,布风装置的风帽、风室、布风板等部件在CFB锅炉的安全稳定运行中起着重要的作用。

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设备简介

某厂锅炉为循环流化床锅炉,亚临界参数、一次中间再热、平衡通风,固态排渣,紧身封闭布置,全钢构架、自然循环、单汽包、循环流化床锅炉。锅炉整体呈左右对称布置,支吊在锅炉钢架上,采用高温旋风分离器进行气固分离。炉膛内的蒸发受热面采用膜式水冷壁,炉膛底部采用裤衩型将下炉膛一分为二。

炉膛上部布置有8片水冷屏、16片屏式过热器屏、12片高温再热器屏,炉膛壁面和受热面的易磨损部位均采取了防磨措施。炉膛底部是水冷布风板,其上布有布风均匀防堵塞、防结焦的大直径钟罩式风帽,每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成,外罩与内管之间用焊接连接。水冷壁布风板位于炉膛底部,由水平的膜式管屏和风帽组成。

水冷管屏的管子直径Φ76×8mm,节距174mm,材料:SA-210C,2696个不锈钢制成的钟罩式风帽按一定规律焊在水冷管屏鳍片上。在炉膛裤衩腿内底部各有四个排渣口,所有风帽底部到耐火材料表面的距离保持50mm。

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事件经过

2016年12月25日9时36分,2号机组负荷197MW,左侧床温874℃,右侧床温889℃,左侧床压6.8kPa,右侧床压7.4kPa,给水流量656t/h,主蒸汽流量641t/h,炉膛压力-35Pa,A引风机出力37Hz,B引风机出力38Hz,烟气湿度9.6%,主再热蒸汽温度541℃/537℃,主蒸汽压力15.1MPa,受热面无超温现象。11时36分锅炉汽水流量差由15t/h,升至42t/h,A引风机出力由40.2Hz涨至47Hz,B引风机出力由41.2HZ涨至49HZ,烟气湿度由9.6升至10.9,初步判断炉内四管漏泄,立即降低机组负荷及降低主蒸汽压力。11时50分锅炉左侧床温降低,判断炉膛受热面漏泄,停止石灰石系统运行,同时申请停机。20时30分开启锅炉左侧炉膛人孔门检查发现锅炉左侧布风板第80、81和82根水冷壁漏泄,漏泄点距炉左1.5m处。

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检查及试验

 

3.1漏泄管外观检查

本次布风板水冷壁漏泄位置挨着浇注料,上部覆盖150mm厚耐磨浇注料,下部为水冷风室。机组运行中,布风板水冷壁不与密相区物料发生直接接触。现场检查,仅漏泄点周边耐磨浇注料及风帽发生磨损,布风板的其他位置均未发生磨损,排除因浇筑料损坏而造成了水冷壁管磨损爆管可能性;检查了爆口,漏泄水冷壁共计10处漏点,其中4处明显漏泄点,第81根管鳍片有6处针尖式小眼,6处小眼上部鳍片焊口有明显相邻管漏泄蒸汽吹扫痕迹,且针尖式小眼无爆口现象,另外风帽套管与鳍片焊接质量较差,发现多处夹渣、气孔及焊接不全情况。外观颜色为铁灰色,无过热变色现象,无明显减薄,排除过热爆管可能性。

 

3.2金相分析

对中间管水冷壁爆口管件进行金相分析,分析结果组织正常,无过热组织。第81根管爆口位置金相组织存在珠光体球化3级,距爆管100mm处金相组织珠光体球化2级,轻度球化。

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原因分析

 

4.1外观分析

从4处明显漏点孔周边进行检查,左侧布风板后排第81根与第82根水冷壁之间风帽套管与鳍片焊口(浇注料内部隐藏部位)存在夹渣缺陷,机组运行中,水冷风室内热风通过夹渣进入布风板浇注料内,随运行时间增加漏泄风在布风板与浇注料内形成风道,在浇注料颗粒脱落的情况下对第81根水冷壁管表面进行冲刷,导致水冷壁管减薄,因承受不了工质压力而漏泄,该处漏泄管上部及下步风磨损明显,第二漏点泄露后对第80、82根管发生折射吹扫,造成第80根管有一处明显漏点,第82根管有两处明显漏点,最后由于漏泄爆口越来越大,导致浇注料脱落,蒸汽冲刷风帽,造成风帽吹损。


 

4.2图纸检查

本次漏泄事件已是第三次漏泄,且此次泄露与之前两次泄露外观情况基本相同,都是中间布风板水冷壁有1长爆口,两遍水冷壁管有小爆口,因此怀疑设计存在缺陷,对布风板图纸及锅炉说明书进行了检查。由图纸发现,风帽套管与鳍片焊口应为双面焊接,但漏泄管套管与鳍片只是上部单面焊接,且上部焊接质量较差,发现多处夹渣、气孔及焊接不全情况,与哈锅厂联系后确认为设备原始缺陷,下部应是缺少一道工艺,下部所有焊口都没有焊接,如果双面焊接,此漏泄情况基本不会发生。


 

4.3金相对比分析

对中间管水冷壁爆口管件进行金相分析,分析结果组织正常,无过热组织。

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结论及建议

1)根据爆口宏观判断本次漏泄的原因为水冷壁之间风帽套管与鳍片焊口存在原始缺陷,且上部焊接质量较差,在浇注料颗粒脱落的情况下对水冷壁管表面进行冲刷,导致水冷壁管减薄。

2)下次检修期间将布风板浇注料全部清除干净,对水冷壁管与鳍片焊口进行全部打磨、补焊及金属检验。

3)将水冷壁布风板下部根据设计图纸进行满焊。


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