（神华神东电力有限责任公司郭家湾电厂 陕西榆林 719300
摘要：锅炉“四管”（水冷壁、省煤器、过热器、再热器）失效是造成发电机组可靠性差的一个主要因素，对发电厂的安全和经济指标影响很大。近年来300MW循环流化床锅炉受热面再热器、过热器焊口拉裂的现象时常出现，直接影响机组的长周期运行，本文通过对屏式过热器焊口拉裂进行宏观分析、金相分析、显微硬度测试和室温拉伸试验，找出焊口拉裂的直接原因，并提出预控措施。
关键词：300MW循环流化床锅炉；金相组织；显微硬度；拉裂；预控措施
1 前言
近年来，随着循环流化床机组的大型化、高参数发展，300MW循环流化床锅炉机组在国内已得到广泛的商业运用，相应地对机组的稳定性和可靠性要求也越来越高，但是在这些机组运行过程中不可避免地存在一些焊口失效现象，本文主要针对300MW循环流化床锅炉屏式过热器焊口拉裂进行分析研究[1]，进行了原因分析，并深析工作中存在的问题，提出预控措施。
2 设备概况
神华神东电力有限责任公司郭家湾发电厂2×300MW CFB锅炉由哈尔滨锅炉厂自主研发设计和制造。锅炉型号HG-1065/17.5-L. MG44，为亚临界参数、一次中间再热自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设大罩壳、循环物料的分离采用高温绝热分离器的循环流化床锅炉，燃用混合煤质。
3失效事故经过
2017年5月9日10:00，发现#1炉中温过热器二炉顶密封盒内声音异常，经检查确定中温过热器二炉顶密封盒内有泄露, 锅炉中温过热器二布置在炉膛靠后墙中间部位内，共计八屏，每屏37根管。经现场检查初步判定第一爆口在炉顶密封盒内左数第一屏第13根管焊口部位，泄露焊口为中温过热器二出口小集箱的第二道焊口，距离第一道焊口约300mm，焊口为12Cr1MoVG的同种钢焊接接头，直管规格Ф51×7mm。截止到爆管，机组累计运行43000小时。
5结论
结合宏观分析、金相组织分析、显微硬度检测和室温拉伸试验结果，可以确认，本次焊口在焊缝与母材相邻的熔合线的粗晶区域的外壁开始断裂，直至裂纹扩展至内壁，导致部件的多半圈焊口的断裂失效。其机理为，焊接接头的熔合线是整个接头的薄弱环节，而熔合线的粗晶区域由于晶粒粗大，性能下降更厉害，其次熔合线的硬度高，导致其脆性增加，机组作为调峰机组，负荷变化比较快，焊口的熔合线是应力集中区域，在熔合线粗晶区域的外壁产生微裂纹，裂纹扩展，最终导致焊接接头的开裂失效。
6 预控措施
焊接失效已成为电厂锅炉受热面爆管的主要原因，其失效主要与焊接工艺、选材、施工和使用环境有关。锅炉受热面焊缝长期处于复杂苛刻的环境中，在持续高负荷和频繁起停多种应力持续作用下很容易导致焊缝局部综合性能下降，引起失效[3]。针对上述问题，电厂制定如下预控措施：
6.1利用停炉检修时间，制定合理的检测计划，对受热面焊口进行无损探伤（射线、表面检测），如有裂纹等超标缺陷则进行更换。
6.2加强机组燃烧调整，避免快速升降负荷，减少负荷突变情况，使金属热胀冷缩均匀过渡，避免机组运行中焊缝熔合线附近应力集中，最终导致脆性断裂。
6.3加强焊接和热处理管理，从焊接人员技能素质、焊接设备稳定性和焊接工艺参数符合性三方面严把关，严格执行焊接工艺质量标准DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》，全过程监督，严格落实质量管理三级验收。
6.4改变管排与集箱管座连接结构，由直管改为弯管，减少由于机组起停和升降负荷对焊口产生的应力腐蚀，引起的疲劳失效情况。
6.5控制原材料的质量，对锅炉用高压无缝钢管必须向供应商索要出厂检验报告，明确材料规格、机械性能和金相组织等情况，确保所使用的材料符合要求。
参考文献
[1]卢友艳.循环流化床锅炉屏式过热器设计问题探讨[J].锅炉技术，2004（09）
[2]姜求志,王金瑞.火力发电厂金属材料手册[M].中国电力出版社，2001．
[3]湖南省电机工程学会编著. 火力发电厂锅炉受热面失效分析与防护 [M].北京：中国电力出版社，2004.
论文作者:李飞,贺小龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：锅炉论文; 机组论文; 流化床论文; 金相论文; 炉顶论文; 过热器论文; 裂纹论文; 《电力设备》2017年第32期论文;