程斌
（江苏华电仪征热电有限公司 江苏扬州 211400）
摘要：公司燃气-蒸汽联合循环机组投产初期发生余热锅炉低压蒸发器上联箱弯管爆管泄漏，严重威胁机组安全运行。本文通过研究分析其腐蚀机理，采取有效防护措施，提高机组运行可靠性。
关键词：低压蒸发器 换热管 爆管 分析
一、概述
江苏华电仪征燃机热电厂联产工程一期三台西门子SGT5-2000E燃机，余热锅炉采用东方日立双压、无补燃、卧式、自然循环锅炉。锅炉由高、低压两个压力等级系统组成，高压过热蒸汽额定出口压力7.95MPa，额定出口温度523.4℃;低压过热蒸汽额定出口压力O.63MPa、额定出口温度225.7℃。低压蒸发器设计参数为:计算压力1.1MPa，计算温度210℃;性能保证工况时低压蒸发器工作参数为:工作压力0.67MPa，工作温度167℃。三套机组分别于2012年6月、8月、12月投产。
2014年2月8日，#2余热锅炉发现低压蒸发器管子泄漏，运行小时8330，同年2014年3月和5月，对#4和#6余热锅炉低压蒸发器上联箱弯管进行检测，腐蚀位置及形貌几乎与#2余热锅炉完全相同。三台锅炉在运行投产1年零4个月时间，均发生低压蒸发器管子内壁侵蚀减薄甚至爆管的问题。
二、设备状况
低压蒸发器前后方向5组管屏(每组左右两个联箱)，前后方向共14排管，每排80根管子(左右管屏各40根)。低压蒸发器集箱管接头材质:20G，规格:Φ38×4.5;受热面管子材质:20G，规格:Φ38×2.8。
2014年2月8日，#2炉停运保养期间发现低压汽包水位异常下降且炉底板处有水漏出，检查发现泄漏部位:第四模块(低压蒸发器)炉前第一排右数第一根上集箱管座背弧爆管，见图l。
爆管管段取样见图2，其进口侧（下方对接焊缝处）内壁形貌见图3，可见内壁焊缝余高被冲刷至与两侧母材平齐，且内壁有细密的麻坑状汽蚀形貌。出口侧（弯头外弧泄漏处）内壁形貌见图4，泄漏是由于壁厚严重减薄所致，泄漏位于外弧位置，内弧管子未见减薄，在中性面（即侧弧位置）处壁厚突然减小；泄漏处放大后形貌见图5，冲击点坑非常细密，为正面冲刷，而不远处壁厚减薄量少的侧弧区域冲刷痕迹为纵向沟槽，为纵向的平行冲刷，与介质流向一致。
现场检测#2炉低压蒸发器上联箱弯管，发现弯管背弧均有不同程度减薄，呈规律性分布，模块两端管接头背弧腐蚀最为严重，部分厚度已低于3.0mm（即减薄率已大于30%），详见表。2014年3月、5月分别对#6、#4锅炉的相同部位进行测壁厚检查，发现同样状况。上联箱弯管管接头的壁厚呈现联箱两端的管子壁厚减薄严重，联箱中部管子稍好；直管管接头壁厚未减薄；弯管管接头的腹弧壁厚正常，背弧减薄的现象。三台炉低压蒸发器管接头壁厚在3.0mm及以下的位置图如图7、图8、图9。
五、防范措施
（一）对余热锅炉的烟气挡板设计结构及安装情况进行了普查，对部分间隙较大的部位采取了加长烟气阻隔板的措施，减少烟气走廊的形成，减轻烟气走廊对管子吸热不均的影响，并要求东方日立锅炉有限公司提交烟气阻隔板的优化方案。
（二）一般来说，高的PH值将减小FAC的损耗量，PH值增加9.4以上使这率降低几个数量级，从而降低FAC的速率，已要求运行部将低压汽包的PH值提高至9.5-10，当PH值较低时，通过凝结水至低压省煤器前管路上加氨(NH3))使低压汽包的PH值提高。
（三）提高材料等级，Cr、Mo等合金元素能够有效降低FAC速率，将低温受热面的弯头部分及低压蒸发器的材质改为低合金钢是从根本上防止FAC的最有效措施之一，目前已将联箱部分弯管材料由20G提高至15CrMoG,有效提升其抗腐蚀性能。
#2炉低压蒸发器部分壁厚减薄的管接头更换工作已于2014年2月20日结束，其中第一排更换了80根，第二排更换了14根，第三排更换了12根，第四排更换了7根，第五排更换了1根，第六排更换了1根，共计115根。
#6炉低压蒸发器部分壁厚减薄的管接头更换工作已于3月23日结束，其中第一排更换了80根，第二排更换了8根，第三排更换了4根，第六排更换了1根，共计93根。
#4炉低压蒸发器部分壁厚减薄的管接头更换工作，已于2014年5月#3、#4机组小修期间结束，其中第一排更换了80根，第二排更换了12根，第三排更换了10根，第四排更换了7根，第五排更换了1根，第六排更换了1根，共计111根。
六、结束语
由于大型燃气-蒸汽联合循环机组国内投运时间较短，余热锅炉(HRSG)系统尾部受热面爆管、失效的危害还没有显现，但从个别厂家相继发生低压蒸发器上联箱弯管爆管的资料来看，余热锅炉低压蒸发器FAC隐患将长期影响机组的安全运行，我公司及早期投产的联合循环机组余热锅炉低压蒸发器材质均为20G，目前在建及拟建项目已明确要求低压蒸发器材质升级为Cr、Mo合金钢。但对在运机组而言，只有加强对炉管定期检测掌握其发生变化趋势以及严格控制炉水PH，才能有效防止低压蒸发器爆管的发生。
作者简介：
程斌，热动专业，大专学历，工程师、技师。1986年11月参加工作，长期从事机务专业设备的检修与维护，历经班组技术员、点检长、机务专工等岗位，现为设备部机务专职。
论文作者:程斌
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/15
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