电站锅炉检验中的常见问题及案例分析

电站锅炉检验中的常见问题及案例分析电站锅炉检验中的常见问题及在电站锅炉定期内部检验过程中，许多问题具有普遍性。为了促进锅炉检验人员加深理解《锅炉定期检验规则》，更加熟练掌握电站锅炉检验重点。现将本人在从事电站锅炉定期内部检验中发现的常见问题加以归纳，并对一些典型案例进行分析，以便和大家共同交流。一、常见问题（一）、锅筒检验的常见问题1、裂纹（图1－2）锅炉检验中经常发现锅筒内部预埋件焊缝、汽水挡板焊缝存在裂纹，有时也发现下降管、给水套管、安全阀管座等焊缝存在裂纹，偶尔还发现锅筒对接焊缝存在裂纹。图1锅筒封头环焊缝裂纹2、腐蚀（图3）一般常见于筒体汽空间及两侧封头等应力集中处。3、结垢（图4）水垢一般位于水位线附近及筒体底部。图3汽空间腐蚀图4水位线附近结垢4、汽水分离装置及安全附件损坏（图5－6）常见的有钢丝网分离器损坏和电接点水位计损坏。图5钢丝网分离器损坏图6水位计损坏（二）、水冷壁检验的常见问题1、过热、变形（图7－8）一般常见于热负荷较高区域及折焰角处水冷壁管。图7热负荷较高区域炉膛水冷壁变形图8汽水分界线处炉膛水冷壁变形2、磨损折焰角、防渣管、燃烧器周围、各门孔两侧、热电偶温度计两侧、吹灰器附近、进风口、落料口以及冷灰斗区域水冷壁管等烟气流速较大部位最易磨损。3、鼓包、胀粗一般位于高热负荷或水循环不良区域，例如：防渣管、燃烧器周围、各门孔两侧以及折焰角处水冷壁管等部位较易鼓包或胀粗。4、裂纹（图9－10）热负荷较高区域水冷壁管及防渣管，可分为长期超温裂纹和短期超温裂纹。图9水冷壁裂纹（短期过热）图10水冷壁裂纹（长期过热）5、机械损伤（图11－12）因焦块脱落而导致下部水冷壁管、冷灰斗区域水冷壁管及流化床锅炉埋管等被碰伤或砸扁。此外，检修时人为机械刮伤也时有发生。图11冷灰斗落焦砸伤图12人为机械损伤6、鳍片开裂、烧穿（图13－14）燃烧器周围、各门孔两侧及热负荷较高区域水冷壁鳍片开裂或烧穿。图13炉膛水冷壁鳍片开裂图14吹灰器附近鳍片烧损7、腐蚀、结垢（图15－16）热负荷较高区域水冷壁管外壁高温腐蚀、内壁氧化腐蚀及结垢，可通过割管检查或其他方法检查发现。图15水冷壁管炉侧外壁氧化层图16水冷璧取样管内部情况明显结垢8、燃烧器喷嘴烧坏（图17）9、节流孔异物（图18）10、积灰、结渣、挂焦图17燃烧器喷嘴烧坏图18螺旋段与垂直段水冷壁内部异物（三）、省煤器、过热器、再热器检验的常见问题1、磨损（图19－24）一般常见于上部管排、穿墙管、烟气走廊管子以及吹灰器附近的管子。图19过热器磨损图20过热器磨损（烟气走廊）图21一级再热器管子弯头磨损图22烟道省煤器支撑管下部吹损图23导流板脱离图24一级再热器管子磨损2、变形、移位（图25－26）高温管组（排）因管卡开裂而导致管组（排）变形、移位最常见。图25屏式过热器变形图26冷夹管变形离行3、积灰、堵灰（图27－28）一般为管排积灰，蛇行管组堵灰。图27顶棚及后包墙过热器积灰图28再热器蛇形管组堵灰4、氧化、腐蚀（图29－30）一般省煤器腐蚀为氧腐蚀或低温腐蚀，而过热器、再热器大多为高温腐蚀。图29一级再热器管子内壁氧化图30后墙吊挂管（穿墙套管）烧损5、管卡、防磨瓦等损坏（图31－32）常见的有悬吊结构件、固定卡、管卡、阻流板、防磨板等烧坏、脱落、变形等。图31省煤器防磨瓦脱落图32管卡移位6、胀粗、鼓包（图33－34）常见于过热器及再热器高温管段部位。图33末级过热器管鼓包图34三级过热器出口联箱管子弯管处胀粗7、裂纹（图35－36）一般顶棚过热器、包墙过热器鳍片因膨胀而开裂，异种钢接头因应力作用而产生裂纹。图35通道墙与包墙附近的鳍片烧裂图36顶棚过热器鳍片开裂（四）、集箱检验的常见问题1、裂纹（图37－38）常见的有管座角焊缝表面裂纹，支座、吊耳与集箱角焊缝表面裂纹和环焊缝表面裂纹，以及母材表面裂纹。图37集箱管座角焊缝裂纹图38集箱支座与筒体焊缝开裂2、腐蚀有内表面腐蚀和外表面腐蚀两种形式；既包括化学腐蚀，又有电化学腐蚀等多种形式存在。3、内部异物（图39－40）常见的有水渣、泥垢、铁锈等杂物图39省煤器进口集箱内部异物图40水冷壁进口集箱内部异物集箱检验的常见问题4、护板开裂（图41－42）因护板无法传热而导致受热开裂。图41包墙集箱包覆板开裂图42水冷壁集箱包覆板开裂（五）、减温器检验常见问题1、喷嘴减温器（图43－44）常见的有内衬套、喷嘴及筒体焊缝裂纹，喷口磨损，内壁腐蚀、冲刷等。图43喷水减温器加强板脱落图44喷水减温器喷嘴喷头破裂减温器检验常见问题2、面式减温器（图45－46）常见的有筒体焊缝及母材裂纹；芯管泄漏等。图45面式减温器筒体母材表面裂纹图46面式减温器筒体环焊缝表面裂纹（六）、锅炉范围内管道检验常见问题1、腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀等多种腐蚀形式，受外部腐蚀气体影响而导致管道外表面腐蚀更常见。2、裂纹以高温裂纹和应力裂纹为主。3、材质劣化一般常见的有材料珠光体球化或材料晶体石墨化等。（七）、其他常见问题1、制造、安装遗留缺陷（图47－52）常见的有焊口未熔合、未焊透、夹渣等制造遗留问题；以及外购件材质错用，弯管椭圆度超标，支吊架、杂项管安装不规范等安装遗留缺陷。图47膨胀受阻图48膨胀指示器安装错误图49支座安装错误图50椭圆度超标图51管道表面裂纹（材质错用）图52热工仪表管安装错误2、炉墙漏烟、钢架过热（图53－54）图53炉墙漏烟图54钢架过热3、浇注料、耐火骨料开裂、脱落（图55－56）图55浇注料开裂图56间隔包墙吊挂处耐火骨料脱落4、炉顶密封不严（图57－58）图57三级过热器管与顶棚之间密封不良图58外护板密封不良，漏灰严重5、吊杆松动、变形、过热氧化（图59－60）图59吊杆变形图60吊杆松动6、安全附件安全阀、压力表超期未校验，水位计、热电偶损坏未维修等。7、外置式汽水分离器角焊缝裂纹、未熔合（图61－62）8、资料不齐全。图61汽水分离器管座角焊缝裂纹图62汽水分离器管座角焊缝未熔合一、典型案例分析（一）、锅筒裂纹（图63－64）1、案例某厂一台型号为WGZ-220/9.8-1的发电锅炉，累计运行小时约45000小时，经我所目视检查发现锅筒内部预焊件与接水盘支撑角钢、汽水挡板、锅筒间焊缝存在肉眼可见裂纹近20条，最长一条为100mm左右；经MT进一步检查发现封头对接焊缝也存在1条裂纹，内部预焊件另有10多条裂纹，后经打磨处理发现裂纹最深达6mm。图63锅筒托水盘预埋件角焊缝裂纹图64汽水挡板与筒体焊缝裂纹2、原因分析经查，该锅炉内部预焊件材质为Q235A，锅筒材质为19Mn6,焊条采用E4303，在制造厂内焊接后整体热处理。由于该锅炉锅筒材质与内部预焊件材质性能差异较大，错用酸性焊条，锅筒母材与焊缝及内部预焊件之间热膨胀系数相差较大，且该发电机组启停比较频繁，因此该锅炉在频繁的启停运行过程中，受锅筒母材与焊缝及内部预焊件之间巨大热应力的影响，从而产生了疲劳裂纹。3、处理措施经现场打磨消除裂纹后，实测其剩余壁厚，并查强度计算书。若剩余壁厚大于该锅筒最小需要壁厚，则可以无需处理继续投入使用；若剩余壁厚小于该锅筒最小需要壁厚，则可采用堆焊或挖补处理，也可降压使用，以便确保锅筒安全运行。需要强调的是，修理应委托有相应资质的单位施工，并请有资质的特种设备检验检测机构实施修理监检。（二）、水冷壁管鼓包、磨损1、案例某厂一台型号为DHCF35-3.82/450-WⅡ的发电锅炉，累计运行小时约6万小时，检验人员在对锅筒检查发现水垢很厚，经了解得知该厂锅炉水质管理非常薄弱，于是在对水冷壁进行宏观检查时，重点检查热负荷较高区域水冷壁管的鼓包、胀粗情况，检查结果发现该区域水冷壁管约有1/3存在不同程度的鼓包。同时考虑到该炉型为循环流化床锅炉，具有烟气流速大、飞灰多等特点，检验人员本次重点检查了以往未被重视的热电偶温度计两侧的管子磨损情况，经壁厚测量发现热电偶温度计两侧的管子磨损已经很严重了，许多管子壁厚减薄量竟高达30％以上。2、原因分析由于该厂锅炉水质管理薄弱，锅炉水质经常不合格，造成水冷壁结垢，结垢后导致传热不良，因此导致水冷壁过热鼓包、胀粗。又由于该锅炉为循环流化床锅炉，具有烟气流速大、飞灰多等特点，受热电偶温度计阻挡影响，烟气在电偶温度计两侧流速增大，从而导致热电偶温度计两侧的管子磨损加剧。3、处理措施根据检验结果知道，由于水质不合格造成该锅炉水冷壁过热鼓包、胀粗，因此建议使用单位加强日常水质管理，并对现有水垢进行一次化学清洗。更换壁厚减薄量超标的管子，并对热电偶温度计两侧的管子实施局部喷涂金属，增加耐磨性能。（三）、省煤器磨损（图65－66）1、案例某厂一台型号为WGZ-220/9.8-1的发电锅炉，累计运行小时约45000小时，每次锅炉检修都要更换因磨损减薄的同一部位的省煤器管组，使用单位与检修单位均未分析原因。图65省煤器管磨损图66省煤器管磨损2、原因分析经现场检查，发现磨损原因是由槽钢形成烟气走廊引起的，而烟气走廊的形成增大烟气流速，并造成磨损的。3、处理措施在槽钢凹槽面焊上扁铁，以便消除烟气走廊，消除了烟气走廊，也就解决了磨损问题。（四）、再热器爆管（图67－70）1、案例某厂一台600MW机组超临界直流锅炉，运行中一级再热器突然爆管，造成紧急停炉。该锅炉累计运行时间约30000小时，上次检修期间未见一级再热器管壁厚异常减薄。停炉检查发现，水平烟道前包墙处的耐火骨料损坏严重，一级再热器前侧省煤器吊挂管的防磨瓦焊缝开裂多处，省煤器防震梁下滑，前侧省煤器吊挂管附近的一级再热器由于管子磨损减薄而爆破。图67结构示意图图68一级再热器磨损爆破图69吊挂管防磨板焊缝开裂防震梁下滑图70水平烟道前包墙处耐火骨料脱落2、原因分析运行中，水平烟道前包墙处的耐火骨料由于高温烟气冲刷等原因造成开裂、松动、脱落；省煤器吊挂管的防磨瓦焊缝因传热不良产生裂纹开裂，造成省煤器防震梁下滑。由于水平烟道前包墙处的耐火骨料损坏造成烟气流向改变，改变流向的烟气碰到省煤器防震梁后反弹到一级再热器管上，遇阻反弹造成烟气流向突然改变、流速突然加大，加剧了一级再热器管的局部磨损，最终导致一级再热器管特定部位壁厚减薄而爆管停炉。3、处理措施修复损坏的耐火骨料和省煤器吊挂管的防磨瓦焊缝，更换严重磨损减薄的一级再热器管和省煤器悬吊管。检修期间加强对水平烟道前包墙处的耐火骨料、省煤器吊挂管的防磨瓦焊缝等非受压件的维护和检查，防止此类事故再次发生。（五）、过热器爆管（图71－74）1、案例某厂一台600MW机组超临界直流锅炉，运行中三级过热器出口高温段管因胀粗而爆管，造成紧急停炉。停炉检查发现，该锅炉三级过热器出口高温段管子靠近三过出口联箱侧弯头明显胀粗，壁厚减薄；检查还发现，三级过热器有20个出口侧最小弯内氧化皮堆积超过30％。图71三级过热器出口高温段管（弯管处）胀粗图72三级过热器管与出口集箱的角焊缝图73三级过热器管子弯内异物图743SH管子弯内异物（氧化皮集聚物）2、原因分析据了解，三级过热器出口高温段管材质为SA213T91,出口侧最小弯曲半径R=29mm。由于电力紧张，该锅炉曾长时间满负荷运行。由于满负荷运行，三过处于高热负荷区域，加之可能存在炉膛热负荷偏差，因此容易造成三级过热器出口高温段管壁温度超过材质设计温度，最终导致过热、胀粗，甚至爆管。又由于三级过热器管排内侧管子汽流流程长、弯曲半径小、阻力大，因此运行中容易造成管子内壁高温氧化，堆积氧化皮，甚至堵塞，从而导致过热、胀粗、爆管。3、处理措施因为属于设计原因造成的，因此要从设计方面进行整改。将三级过热器出口高温段管材质更换为SA213TP347H,以便提高管子耐高温性能；并改造内侧管排，加大弯曲半径（改造后，弯曲半径R=75mm），减少异物堵塞的危险性。经过改造后，运行到下一次检修期检查，未发现出口高温段管因胀粗和弯内氧化皮堆积。再一次谢谢大家！案例分析