摘要：文章根据南方某电厂600MW机组锅炉省煤器爆管事件进行分析，得出机组运行时发生受热面泄漏相关处理措施及注意事项。为后续的机组安全运行提供科学指导及依据。
关键词：600MW机组；省煤器；爆管；分析；对策
简介
南方某电厂#7锅炉型号为DG1920/25.4-Ⅱ6型。本型号锅炉系国产600MW超临界参数变压直流本生锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架、全悬吊结构， 平衡通风、露天布置，前后墙对冲燃烧。炉膛水平切面积为22162.4×15456.8mm2（宽×深）。锅炉深度为43000mm，锅炉宽度为49000mm，顶棚拐点标高为69500mm。
一、事件经过
7月10日22：40，#7机组负荷562MW，主汽压力24.8MPa，主汽温度564/563℃，再热汽压3.7MPa，再热汽温570/569℃，给煤量256t/h，中间点温度404℃、过热度15.6℃，值班人员发现锅炉各主参数突变，锅炉给水流量突然从1602t/h突升至2057t/h，蒸汽流量由1624t/h降低至1450t/h，炉膛压力突升至1508Pa，引风机开度由74%、76%突升至96.8%、97.3%，机组负荷降低至492MW，主汽压力由24.8MPa降低至21.6MPa，给煤量升至284t/h，固定端省煤器入口烟气温度1/2由477/496℃降低至86/92℃；扩建端省煤器入口烟气温度1/2由501/494℃降低至462/462℃；两侧烟温偏差大。中间点温度由404℃升至475℃（480℃触发锅炉MFT）、过热度由15.6℃最高升至136.2℃。判断为锅炉省煤器泄漏，但锅炉炉管泄漏系统未报警，当值主控立即下令将机组运行方式由AGC方式切至基本方式手动控制，同时投入等离子助燃，紧急停运A、D制粉系统，减负荷至208MW，同时切换DCS所有画面分析事故点，调节好各主参数，同时派巡检就地全面仔细检查机组各部，联系化学值班员提高除盐水压力及汇报值长申请故障停炉处理。
二、原因分析
2.1 宏观检查及形貌分析
停炉后技术人员于7月14日早上从炉左侧人孔进入省煤器出口集箱处检修空间检查，确认省煤器炉左往炉右数第六屏蛇形管第三根管子（炉前往炉后数）发生爆漏。
爆口位于省煤器管出口段、集箱角焊缝与弯管起弯点之间。爆口宏观形貌。爆口张开较大，呈喇叭状。内外表面较光滑，未发现宏观裂纹。管子轴向爆口边缘较薄明显，呈刀刃状。环向断面较平齐，未见明显减薄。管子爆漏后，管内高压介质造成第五屏第四根省煤器管角焊缝冲刷磨损。爆口两端直管段未发现胀粗现象。
2.2 金相组织分析
在省煤器管样爆口处、离爆口3mm处、以及远离爆口处分别取样进行金相组织分析。
爆口处金相组织照片分析，材料组织为铁素体+珠光体，未见明显老化迹象，老化2级，组织存在一定的变形痕迹。
离爆口3mm处金相组织照片分析，材料组织为铁素体+珠光体，未见明显老化迹象，老化2级。
远离爆口处金相环样组织照片分析，材料组织为铁素体+珠光体，未见明显老化迹象，老化2级。
从以上结果可以看出，管样在爆管前，未发生明显的长期或短期超温现象。
2.3 扫描电镜结果
在爆口上、疑似缺陷的位置取样，进行扫描电镜观察。
（a）是该缺陷样品宏观形貌，在该处断口上，局部区域呈现出一定的塑性断裂特征韧窝形貌，断口上可能存在大量环向疑似微裂纹的缺陷，该缺陷可能是由制造阶段产生。
2.4 结论
根据上述分析，判断省煤器爆管的原因为：管子存在原始缺陷，运行中缺陷不断扩展。由于管内高压介质的作用，管子发生塑形变形，管壁减薄，当剩余壁厚无法承受高压介质的作用时发生爆管。
三、暴露问题
（1）该省煤器弯头存在制造缺陷。
（2）操作规程对省煤器爆管事故处
理时输灰系统是否应停止没明确规定，运行人员处理经验有所欠缺，导致大量省煤器水汽通过输灰系统进入#2灰库，造成严重的结块和堵塞。
四、解决措施
（1）为确保锅炉安全运行，防止类似事件再次发生，须加强设备监造，严格把好供货关。利用停机时间对省煤器管进行全面检查，对类似缺陷的管子做好登记及评估，并有计划实施换管工作。（2）完善操作规程中对受热面爆管事件处理时输灰系统运行方式的要求，加强培训。判断为省煤器爆管时，立即停止省煤器输灰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锅炉停运后，立即停运电袋除尘；炉膛吹扫结束后，控制好锅炉泄压及冷却速度，保留一侧风机运行，风量不超过15%，维持护膛负压以排除炉内湿汽；注意省煤器、空预器、电袋除尘各灰斗运行情况，防止堵灰。停止布袋除尘器喷吹清灰，锅炉灭火后转布袋除尘器旁路运行。（3）“四管”泄漏检测装置定期维护。对“四管”泄漏报警及时利用参数分析及现场确认，确保“四管”爆破发生时，事故处理及时妥当，避免事故扩大化。
五、低温省煤器的原理应用及安装位置
2.1低温省煤器的原理
低温省煤器就是一种用于回收锅炉尾部烟气余热的换热设备，通常安装于锅炉空气预热器出口的尾部烟道。该技术提供了火电厂锅炉排烟大量余热的回收利用方法，进水来自回热系统的凝结水管路，吸收锅炉尾部烟道的烟气热量后，将锅炉烟气余热输入到汽轮机回热系统。首先降低了排烟温度，减少排烟损失，使得给水温度提高，热应力相应减小；其次降低了汽轮机的热耗，达到降低发电厂煤耗率、节能减排的目的。
2.1.1低温省煤器的优点
1）可降低排烟温度30～70℃。可获得显著的节能经济效益；2）大大降低脱硫系统的水耗。加装低压省煤器后，可取消脱硫系统的喷水降温装置或事故（喷淋）降温装置，实现脱硫系统的深度节能；3）增设低压省煤器，可减少抽汽量，降低煤耗；4）具有良好的煤种和季节适应性；5）具有良好的负荷适应性；6）可以充分利用锅炉本体以外的场地空间，布置所需要的受热面，并留有足够的检修空间，检修方便；7）本技术把锅炉的余热利用与汽轮机的低加系统巧妙地结合起来，对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响；8）对于拆除GGH的脱硫改造工程，在吸收塔入口处加装低温省煤（GGH的阻力比低温省煤器高300-400Pa），不仅解决了去掉GGH后烟气对脱硫系统的不利影响，而且降低排烟温度，提高锅炉效率；9）由于本系统属静态设备，无动力装置，所以系统本身能耗极低。
2.1.2低温省煤器的安装位置
由于低温省煤器的传热温差低，因此要求换热面积大，占地空间也较大，所以在加装低温省煤器时需要根据现场锅炉实际情况，合理布置其位置。一般情况下采用下述两种布置方法：
a）低温省煤器布置在除尘器的入口
日本的不少大型火电厂，如常陆那珂电厂（1000MW）和Tomato-Atsuma电厂（700MW）等都有类似的布置。管式的GGH烟气放热段布置在空预器和除尘器之间。管式GGH将烟气温度降低到90℃左右，除尘器的飞灰比电阻可从Ω-cm下降到Ω-cm，这样可提高电气除尘器的运行收尘效率。
b）低温省煤器布置在引风机的出口
德国一些燃烧褐煤的锅炉将低温省煤器布置在引风机出口，吸收塔入口。低温省煤器将烟气温度从160℃降低到100℃后进入吸收塔，被烟气加热的凝结水再加热冷二次风。
2.2低温省煤器余热回收利用形式
（1）用于加热凝结水方案：经优化计算，确定出低温省煤器与某级低温加热器并联或串联来加热凝结水，从而减少系统从汽轮机的抽气量，增加汽轮机做功功率，提高机组效率。
（2）热水暖风器方案：低温省煤器回收的烟气热量通过热水暖风器加热空气，提高助燃空气温度，达到提高锅炉效率，增加机组出力的目的。
（3）暖风器与凝结水预热器联合方案：低温省煤器回收的余热用于暖风器与凝结水预热器联合方案，此方案可根据季节、机组出力等优化分配热水流量等，使低温省煤器吸收的热能得以更充分的利用。
（4）其他方案：低温省煤器也可以作为独立的热水锅炉使用，将锅炉排烟余热回收用于工业供热系统等场合。
3.托电#6机组低温省煤器改造
内蒙古托克托发有限责任公司（以下称托电公司）三期（3×600MW）工程6号锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司与英国三井・巴布科克公司（MB）进行技术合作，联合为内蒙古大唐托克托发电有限责任公司三、四期4*600MW燃煤空冷机组工程设计制造的亚临界参数自然循环锅炉。DG2070/17.5-Ⅱ4锅炉为亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、紧身封闭、全钢构架的Π型汽包炉，再热气温采用烟气挡板调节，空气预热器置于锅炉主柱外。
结束语
总之，火力发电厂金属壁温超温问题得到了广泛重视，我所在机组针对实际问题采取了应对措施，虽然锅炉金属壁温超温得到了有效控制，但还需要我们更加深入的研究。 对于锅炉不同部位的受热面泄漏处理方式有所不同，但总体而言，需重视参数的变化，及时做出准确的判断，参数严重偏离设计要求时应果断停炉避免事故恶化。停炉之后需做好相关系统的善后处理。
参考文献：
1、#4机组大修技术讲课《锅炉启动初期金属温度过高的原因分析》2016.3
2、大唐陡河发电厂生产月报 2017.25
3、陡河发电厂运行标准化系统 2016.3
4、防止锅炉金属温度超温报警的措施（发电部）2017.2
论文作者:陈恒伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
标签：省煤器论文; 锅炉论文; 低温论文; 烟气论文; 机组论文; 系统论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第32期论文;