Page 100 - 电力与能源2021年第二期
P. 100

2 4 8              刘   峻, 等: 2020 年度上海并网发电厂发电设备失效案例统计及分析

              换。重点对尾部烟道受热面第四排及附近管子进                            相环 3 球化级别为 3 级; ⑤ 利用布洛维台式硬度
              行检查确认, 一旦发现磨损现象, 及时予以处理;                         计 3 个 金 相 环 进 行 布 氏 硬 度 测 试 ( 参 数: HBW
              ③ 梳理近 3 年相关锅炉受热面故障的技术报告,                        2.5 / 62.5k g f ) 和 显 微 维 氏 硬 度 测 试 ( 参 数: HV
              协同分厂组织 1 , 2 , 3 号燃煤机组作业区开展锅炉                   0.5 ), DL / T438 — 2016 《 火力发电厂金属技术监
              爆管案例、 锅炉岗位规程事故处置规定等专题学                           督 规 程 》对 12Cr1MoV 钢 的 硬 度 值 规 定 为
              习, 持续强化运行人员的运行分析与事故处理能                           HB135-195 , 相 应 的 维 氏 硬 度 为 HV142-205 。 3
              力, 最大程度地减少设备异常的损失并保持发电                           个金相环向火侧硬度和背火侧硬度差异均很大,

              生产稳定。                                            背火侧硬度值均在标准范围内, 但向火侧硬度均
              1.3 9 号炉高温过热器爆管                                  低于 标 准 规 定 下 限 值,局 部 位 置 硬 度 低 至
                  2020 年 2 月, 上海某电厂 9 号炉高温过热器                  HBW110 左右, 说明管子向火侧材质劣化严重。
              管发生爆管。此燃煤锅炉额定蒸发量 410t / h , 燃                        经宏观爆口分析, 爆管内壁向火侧有较厚氧

              烧方式为四角切圆燃烧, 允许过热蒸汽压力 9.8                         化皮, 爆口附近有轻微胀粗, 爆口形貌呈典型的长
              MPa , 允许过热蒸汽温度 540 ℃ 。高温过热器管                     时过热特征。经材质分析, 可知管子化学元素含
              介质进口温度 492 ℃ , 介质出口温度 540℃ , 平均                  量与 12Cr1MoV 一致, 未出现材料错用现象。经
              流速 236m / s , 外部烟气进口温度 961 ℃ , 烟气出               金相组织分析, 发现管子背火侧组织存在轻微的
              口温度为 791 ℃ , 平均流速 87m / s 。高温过热器                 球化, 但向火侧组织球化严重, 且 3 个管样组织球
              管, 材料为 12Cr1MoV , 规格为 Φ42mm×5mm ,                化差别不大, 说明此过热器管整根向火侧已发生
              爆口发生位置为管屏中圈圈炉后侧直管段。                              较严重的老化现象。经材料力学性能分析, 发现
                   原因分析: ① 管子在爆口处产生弯曲, 爆口张                     管子背火侧材料硬度和拉伸性能均满足相关标准
              开较大呈喇叭状, 爆口处有轴向延伸裂纹。爆口                           要求, 但向火侧材料硬度和抗拉强度均明显低于
              附近管子有轻微胀粗, 经游标卡尺测量, 胀粗处最                         相关标准要求的下限值, 说明管子向火侧材料发
              大外径为 43.54mm , 爆口远端管子外径约 42.88                   生严重劣化。
              mm 。管子截面内外壁均有明显的氧化皮。经宏                               结合宏观、 材质、 金相与力学性能进行综合分
              观检查及分析, 初步判断管子是由于长时间超温                           析, 管子向火侧材料受高温烟气影响长时过热, 导
              过热, 导致材质劣化, 胀粗变形无法承压产生开                          致管子显微组织老化( 珠光体球化) 并滋生氧化
              裂; ② ) 管 子 牌 号 为 12Cr1MoV , 采 用 美 国 尼 通          皮, 氧化皮影响管子传热, 进一步加剧管子超温老
              XL2800 合金分析仪对断裂叶片试样进行半定量                         化, 造成材料力学性能显著降低, 引起爆管。
              光谱检测, 从分析结果可见, Cr 、 Mn 、 Mo 、 V 元素
                                                              2  发电设备失效统计次数及原因比较
              含量均符合 GB / T5310 — 2017 的要求, 说明钢管
              材料的化学成分与标称材质一致; ③ 管子金相环                             2020 年度上海地区并网电厂发电设备和承
              取样后金相试样经打磨抛光后, 使用 4% 硝酸酒                         压部件失效共发生 20 次, 其中 125 MW 机组以
              精溶液腐蚀, 在显微镜观察过热器管子金相组织。                          下发 生 9 次, 900 MW 以 上 机 组 发 生 1 次, 300
              3 个金相样氧化皮可见向火侧氧化皮较厚, 厚度                          MW 以上机组发生6 次, 600MW 机组发生4 次。
                                                                  2020 年度上海地区并网电厂发电设备和承
              均接近 0.4mm , 背火侧氧化皮较薄, 厚度约 0.1
              mm ; ④3 个金相环试样的金相组织其背火侧与向                        压部件失效共发生 20 次, 具体数据如下: 水冷壁
              火侧组织存在一定差异, 向火侧组织球化程度较                          4 次、 省煤器 2 次、 过热器 8 次、 再热器 2 次、 其他
              背火侧组织球化程度高。 3 个金相环试样向火侧                          部件 4 次。在这 20 次失效统计数据中, 具体产生
              金相组织均为珠光体 + 铁素体 + 碳化物, 仅有少                       的原因如下: 焊接质量 3 次、 磨损减薄 6 次、 短时
              量珠光体区域, 碳化物明显聚集长大呈颗粒状, 依                         过热 2 次、 长时超温 4 次、 设计原因 4 次、 其他原
              据 DL / T773 — 2016 《 火 电 厂 用 12Cr1MoV 钢 球        因( 包括鳍片拉裂、 材质老化、 腐蚀减薄等) 1 次。
              化评级标准》, 球化级别评为 4 级。 3 个金相环试                          由于各电厂严格按计划对机组进行检修, 重
              样背火侧金相组织均为珠光体 + 铁素体, 金相环                         点做好防磨防爆检查和锅炉定期检验, 及时对锅
              1 背火侧组织球化级别为 2.5 级, 金相环 2 与金                                                  ( 下转第 255 页)
   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105