1、概述
某发电厂扩建工程安装的430-100π540-m型锅炉于2012年10月投产。其额定蒸发量430tπh,工作压力9.8mpa,蒸汽温度540℃。过热器对流管为φ51×5.5mm,材质为20g,双排错列布置98排。正常运行状态下,汽包水位在+50mm～-50mm之间变化;期间发生过锅炉灭火四次,汽包**水位+100mm;即汽包水位在-50mm～+100mm之间变化。2013年7月16日发现锅炉连续排污管道堵塞,锅炉无法正常排污。此机组自投运以来,多次发生凝汽器泄漏故障,给水硬度超标。
2、爆管情况
2013年10月15日,过热器分流管左数27根因过热爆管,冲刷第26根变薄引起爆管,同时将管28根冲刷穿孔,第24、25根冲刷减薄,第30、32 根弯曲变形。
3、检查情况
  3.1化学检查
割开第26根管发现,有较大量积盐附着,并从上向下逐渐减薄,最厚处约3mm,对管内积盐进行化学分析,其成份为:na=36.67%;ca=0.12%;mg
  3.2检修检查
打开汽包人孔检查,旋风筒安装位置高低不平,清洗孔板脱落较多。有些清洗孔板已与旋风筒梯形波形板分离器搭接,第三个多孔板前半部下垂,掉了两个销子,后侧第12个旋风筒上多孔板掉了两个销子,倾斜搭在梯形波形板分离器上;前侧第12个旋风筒上多孔板掉下,旋风筒脱落并倾斜。后数第3、4旋风筒之间多孔板掉一个销子,第8旋风筒上多孔板后侧掉两个销子;汽包内壁较干净,没有附着物,下降管无水垢、水渣,汽包内汽水分界面清楚。仔细检查蒸汽清洗孔板外,发现有微量盐迹,清洗孔板小孔有许多被焊渣堵死。将汽包内部汽水分离装置及蒸汽清洗装置全部拆除进行检查,发现旋风分离装置的连通箱增色为点焊,未按照规定进行满焊。
4、处理情况
将汽包内部汽水分离装置及蒸汽清洗装置全部拆除,旋风分离装置的连通箱处按要求进行满焊处理,消除汽水短路点,多孔板及旋风筒全部修复到规范所规定的数值,汽包内部清扫干净,经化学验收合格;对过热器进行化学清洗,且更换掉爆管部分共8根直管段。
5、爆管原因分析
宏观检查爆管管段,管径未见明显胀粗,爆口为纵向撕裂,无明显减薄。原因是为过热器对流管内壁积盐引起超温造成的过热爆管。对蒸汽的监督结果看出蒸汽受到了较严重的污染,而蒸汽污染的来源为:一是锅炉给水水质不合格;二是由汽包送出的饱和蒸汽被污染,由于锅炉对流管在一级减温器之前,可排除由于锅炉给水品质不合格使蒸汽被污染作为主要原因的可能性,因此过热蒸汽被污染的主要原因是由汽包送出的饱和蒸汽品质不合格。从汽包送出的饱和蒸汽以两种方式携带盐类,一是溶解携带,即盐类溶解于从汽包送出的蒸汽中,其主要成份为硅酸;二是机械携带,即从汽包送出的蒸汽携带溶解盐类的炉水水滴的现象,其主要成分为钠盐、硅化合物等。
由化学对垢样分析结果看,其主要成份为钠盐,说明蒸汽被污染的主要原因是蒸汽带水(即机械携带)。一般来讲造成机械携带增大的原因有以下几个方面:
(1)运行中汽包水位控制过高,使蒸汽的重力分离效果降低;
(2)锅炉所带负荷过大,汽水分离装置超负荷运行;
(3)机组运行中的 偶发事件,如锅炉灭火等使锅炉压力骤然下降,由于水的沸点下降,炉水发生急剧沸腾,产生大量气泡;
(4)连续排污不畅;
(5)汽水分离装置存在缺陷。
本次爆管的主要原因是给水硬度超标,含盐量增大,连续排污不能满足对炉水水质的要求,使炉水含盐量增大,造成蒸汽带水量增大。汽水分离装置存在缺陷,旋风分离装置倾斜,梯形波形板分离器损坏,蒸汽清洗装置倾斜造成水膜不匀甚至无水膜,局部区域蒸汽未得到清洗,清洗孔板局部小孔堵塞造成其它部位超负荷运行,汽水分离装置连续焊口开裂,部分汽水混合物未经过分离装置,而过入汽包水空间或直接进入蒸汽清洗装置,增大了蒸汽带水量。含盐量较大的水滴在顶棚过热器中被加热,小水滴逐渐被蒸汽,携带钠盐能力下降,多余的钠盐便沉积在受热面管壁上,使蒸汽对管子的冷却能力逐渐下降,当积盐厚度达到一定数值后,蒸汽对管子的冷却能力下降较多,使管子壁温超过其允许值,管子超温爆破。
6、防止爆管的对策
早期爆管是运行不当或设备存在较大缺陷造成的;后期爆管是钢材在高温、高压下长期运行后材质老化、蠕变损伤积累和发展导致的。
对策:
(1)锅炉运行严格按规程执行,确保锅炉水位 在规定范围以内运行;
(2)尽量实现锅炉压红线运行,降低机组运行 汽耗,从而减轻汽水分离装置的负荷;
(3)避免锅炉灭火事件的发生,减少汽包压力 突降的几率;
(4)加强对饱和蒸汽、过热蒸汽、锅炉给水品 质和排污工作的管理,以便及时发现问题。
(5)加强对凝器汽的管理,严格控制循环水浓 缩率,防止由于凝汽器泄漏使锅炉给水硬度超标。
经采取上述措施后,到目前为止,没有再发生由于积盐造成的爆管问题。这说明爆管原因的分析正确,采取的措施得当。

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