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某电厂屏式过热器频繁泄漏原因分析.pdf
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1、86VOL.43No.4某电厂屏式过热器频繁泄漏原因分析冯成凯1,汪博2,3,赵炜炜2,3,赵宁宁2,3(1.浙江浙能乐清发电有限责任公司,浙江 温州 325600;2.浙江浙能技术研究院有限公司,浙江 杭州 311121;3.浙江省火力发电高效节能与污染物控制技术研究重点实验室,浙江 杭州 311121)摘要:某电厂两年内屏式过热器频繁发生泄漏,泄漏位置均在垂直定位弯管托块上、下部焊接处。通过切割失效管样进行宏观、显微组织及硬度检验,对屏式过热器频繁泄漏的原因进行分析。结果表明:屏式过热器垂直定位弯管托块上下部异种钢角焊缝存在未熔合缺陷。在运行过程中由于托块和母材之间的热膨胀差引起热应力,在
2、托块上下部横向焊缝根部产生应力集中,正好沿未熔合缺陷处起裂。托块上部焊缝因承受拉应力,裂纹扩展较快,最终导致泄漏。据此提出了针对性反措,可为同类问题提供借鉴和参考。关键词:屏式过热器;垂直定位管;托块;原因分析中图分类号:TG40文献标识码:ADOI:10.16189/j.nygc.2023.04.013Cause analysis on frequent leakage of platen superheater in a power plantFENG Chengkai1,WANG Bo2,3,ZHAO Weiwei2,3,ZHAO Ningning2,3(1.Zhejiang Zhene
3、ng yueqing Power Generation Co.,Ltd.,Wenzhou,325600,China;2.Zhejiang Zheneng Technology Research Institute Co.,Ltd.,Hangzhou,311121,China;3.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Energy Conservation&Pollutant Control Technology for Thermal Power,Hangzhou,311121,China)Abstract:Platen superheater leaka
4、ge occurrs frequently of a power plant in the latest two years.The leakage positions are at the upper and lower welding positions of the vertical positioning elbow support block.The causes of frequent leakage of platen superheater are analyzed by macroscopic,microscopic and hardness tests of the cut
5、 tube failure samples.The results show that the dissimilar steel fillet welds on the upper and lower parts of the vertical positioning elbow support block of platen superheater have incomplete fusion defects.During operation,thermal stress is caused by the thermal expansion difference between suppor
6、t block and base metal,which produces stress concentration at the root of the transverse weld on the upper and lower parts of the support block,and cracks just along the incomplete fusion defect.The weld on the upper part of support block bears tensile stress,and the crack expands rapidly,which even
7、tually leads to leakage.Key words:platen superheater;vertical positioning tube;support block;cause analysis收稿日期:2023-02-27作者简介:冯成凯(1986-),男,浙江温州人,工程师,从事电厂锅炉设备检修管理工作。通讯作者:汪博(1994-),男,湖北咸宁人,硕士,研究方向为电厂金属材料的服役状态评估及高温部件失效分析。0引言屏式过热器是现代大型锅炉过热器受热面的主要组成部分,通常布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处,既接受炉内的直接辐射热,又吸收烟气的对流热,可以承受高热蒸汽温度1。
8、某电厂 4号机组锅炉由上海锅炉厂设计制造,型号为 SG-1025/17.5-M869,系引进美国ABB-CE公司技术,由上海锅炉厂制造的亚临界压力中间一次再热控制循环汽包炉,采用中速磨直吹式制粉系统,单炉膛 型露天布置、四角切向燃烧,喷嘴摆动调温,平衡通风、全钢架悬吊结构,固态排渣,VOL.43No.4Aug.2023第 43 卷第 4 期2023 年 8 月能 源 工 程ENERGY ENGINEERING87第 43 卷第 4 期能 源 工 程燃用具有结渣性的烟煤。该锅炉分隔屏过热器共 4 片布置于炉膛出口上部,每片分 6 组,每组由 9 根并联套管组成,管子外径均为 51 mm,除最外圈
9、底部用合金钢 SA213-T91 外,其余均为12CrlMoVG 和 15CrMo 合金钢。锅炉屏式过热器垂直定位弯管托块上下部焊接处曾连续三次发生泄漏,前两次发生在水压试验过程中,泄漏位点分别在右数第 2 片分隔屏过热器前数第 1 根左侧垂直定位弯管托块上部焊接处和右数第 1 片分隔屏过热器前数第 1 根左侧垂直定位弯管托块下部焊接处。第 3 次发生在机组运行过程中,泄漏位置在锅炉标高 46.3m 层,右数第 3 片分隔屏过热器前数第 1 根垂直定位弯管托块上、下部焊接处,本次泄漏导致分隔屏管破损 5 根(屏左侧水平自夹紧管 1 根,517.5mm TP-347H;左侧垂直定位弯管 1 根,
10、516mm 12Cr1MoV;分隔屏直管3 根,定位管前侧为 2 根,516mm 15CrMo;后侧为 1 根,516mm 12Cr1MoV),吹损减薄达到换管标准 13 根,共计换管 18 根。泄漏的弯管材质为 12CrlMoVG,托块的材质为 309S 奥氏体不锈钢,三次泄漏情况如图 1 所示。12Cr1MoVG 材质适用于壁温不超过 580的受热面管,在 580以下具有良好的组织稳定性和热强性,通过在钢中加入少量金属钒可有效降低铬、钼合金元素形成碳化物的速率,且钒形成的强碳化物可弥散分布在铁素体基体上,起到良好弥散强化作用2,3。309S 奥氏体耐热不锈钢属于高 Cr、Ni 奥氏体型不锈
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