锅炉爆管典型事故案例及分析.doc

锅炉典型事故案例及分析 锅炉承压部件泄露或爆破事故 大型火力发电机组的非停事故大部分是由锅炉引起的。随着锅炉机组容量增大，“四管”爆泄事故呈现增多趋势，严重影响锅炉的安全性，对机组运行的经济性影响也很大。有的电厂因过热器、再热器管壁长期超温爆管，不得不降低汽温5~10℃运行；而主汽温度和再热汽温度每降低10℃，机组的供电煤耗将增加 0.7~1.1g/kWh；主蒸汽压力每降低1MPa，将影响供电煤耗2g/kWh。为了防止锅炉承压部件爆泄事故，必须严格执行《实施细则》中关于防止承压部件爆泄的措施及相关规程制度。 一.锅炉承压部件泄露或爆破的现象及原因 （一）“四管”爆泄的现象 水冷壁、过热器、再热器、省煤器在承受压力条件下破损，称为爆管。 受热面泄露时，炉膛或烟道内有爆破或泄露声，烟气温度降低、两侧烟温偏差增大，排烟温度降低，引风机出力增大，炉膛负压指示偏正。 省煤器泄露时，在省煤器灰斗中可以看到湿灰甚至灰水渗出，给水流量不正常地大于蒸汽流量，泄露侧空预器热风温度降低；过热器和再热器泄露时蒸汽压力下降，蒸汽温度不稳定，泄露处由明显泄露声；水冷壁爆破时，炉膛内发出强烈响声，炉膛向外冒烟、冒火和冒汽，燃烧不稳定甚至发生锅炉灭火，锅炉炉膛出口温度降低，主汽压、主汽温下降较快，给水量大量增加。 受热面炉管泄露后，发现或停炉不及时往往会冲刷其他管段，造成事故扩大。 （二）锅炉爆管原因 （1）锅炉运行中操作不当，炉管受热或冷却不均匀，产生较大的应力。 冷炉进水时，水温或上水速度不符合规定；启动时，升温升压或升负荷速度过快；停炉时冷却过快。 机组在启停或变工况运行时，工作压力周期性变化导致机械应力周期性变化；同时，高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力，两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。 （2）运行中汽温超限，使管子过热，蠕变速度加快 超温与过热。超温是指金属超过额定温度运行。超温分为长期超温和短期超温，长期超温和短期超温是一个相对概念，没有严格时间限定。超温是指运行而言，过热是针对爆管而言。过热可分为长期过热和短期过热两大类，长期过热爆管是指金属在应力和超温温度的长期作用下导致爆破，其温度水平要比短期过热的水平低很多，通常不超过钢的临界点温度。短期过热爆管是指，在短期内由于管子温度升高在应力作用下爆破，其温度水平较高，通常超过钢的临界点温度，会导致金属组织变化发生相变。 长期过热是一个缓慢的过程，锅炉运行中管子长期处于设计温度以上而低于材料的的下临界温度，逐渐发生碳化物球化、管壁氧化减薄、持久强度下降、蠕变速度加快而导致爆管。根据工作应力水平，长期过热爆管可分为三类：高温蠕变型、应力氧化裂纹型和氧化减薄型。高温蠕变型、应力氧化裂纹型过热爆管主要发生在过热器中，氧化减薄型过热爆管主要发生在再热器中。长期过热的主要原因包括热偏差、热力计算失误、错用钢材及异物堵塞。 短期过热是一个突发过程，运行中管子金属温度超过材料的下临界温度，因内部介质压力作用发生爆裂。短期过热通常发生在水冷壁、过热器和再热器向火面。 长期过热与短期过热爆管特征见表1-2-1。 长期过热与短期过热爆管特征 项目 高温蠕变型 应力氧化型 氧化减薄型 短期过热型 蠕变量 超过金属监督规定值 接近或低于金属监督规定值 不明显 不明显 爆口形状 爆口边缘钝 爆口边缘钝，呈典型唇状 爆口边缘钝 爆口塑性变形大，管径变粗，爆口呈喇叭状薄唇型 氧化皮 爆口周围氧化皮有密集纵向裂纹 爆口周围氧化皮有多条纵向裂纹，由内壁向外壁扩展，内外氧化皮分层 氧化皮厚度达1-1.5mm，管子严重减薄，内外氧化皮分层，均匀氧化 管子外壁呈蓝黑色，爆口附近没有众多纵向裂纹 金相组织 向火面完全球化，爆口周围较大范围内存在蠕变空洞和微裂纹 向火侧和背火侧均严重球化 向火侧完全球化，背火侧球化严重 管壁温度在钢材的奥氏体化温度（Acl）以下为拉长铁素体和珠光体；温度在Acl以上，其组织视喷出蒸汽冷却能力，可为低碳马氏体，贝氏体，珠光体和铁素体。 锅炉低负荷运行时，合理安排磨煤机运行方式，加强燃烧调整，避免锅炉炉膛局部热负荷过高。 防止锅炉结渣积灰。 严格控制锅炉升温升压和增减负荷速度，升温速度应小于2℃/min。 运行中应严格控制锅炉水冷壁管壁温度，发现温度大幅度波动，应立即采取相应措施，如：减少给煤量减弱燃烧，适当增加给水量，切换磨煤机运行等。 针对性的进行燃烧调整及热力试验，保证一次风管的风、粉调平、炉内热负荷均匀。 案例二、屏过爆管（材质问题、异物堵塞） 事故经过 2006年5月17日，某厂3号机组负荷600MW，CCS协调投入。A、B引风机、送风机、一次风机、汽动给水泵运行，B、C、D、E、F制粉系统运行，A、B引风机静叶开度分别为74%、73%，电流分别为227A、21