Page 105 - 电力与能源2021年第八期

闫 飞: 超超临界机组锅炉再热器减温水进水管开裂泄露原因分析及处理 4 1
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表 1 再热器进水管交变次数
2 再热器二级减温器进水管泄漏情况
机组号 统计时段 A 侧再热器 B 侧再热器
某电厂锅炉炉顶大罩外部出现水滴, 并有蒸 进水管 / 次 进水管 / 次
2018-01-01 至
汽冒出, 怀疑炉顶大罩内部有泄漏。经进入炉顶 11839 8010
1 号 2018-12-31
大罩内检查, 发现低再炉后左侧减温器进水弯管 机组 2019-01-01 至
11700 10908
焊口上部约 1cm 处, 有一道横向裂纹( 见图 1 )。 2019-12-31
2018-01-01 至
在锅炉二次系统水压试验中, 再次发现低再炉前 9779 13284
2 号 2018-12-31
左侧减温器进水管直管段出现两处横向裂纹, 与 机组 2019-01-01 至
14903 15121
第一次发现的裂纹形状相似。 2019-12-31
在再热器二级减温水投用时减温器进水管壁
温为 170℃ 左右, 在再热器二级减温水未投用时
减温器进水管壁温为 530℃ 左右。当减温水投撤
时, 减温器进水管壁温的温度在 170~530℃ 之间
反复变化, 温差范围达 360℃ 。撤出减温水时壁
温从 170℃ 左右上升至 530℃ , 时长约 15min , 减
温水进水管壁温变化速率 为 24 ℃ / min ; 投入减
温水时壁温从530℃ 降至170℃ , 时长约2min , 减
温水进水管壁温变化速率达 180 ℃ / min 。
同时结合表 1 , 得到减温水每年投撤次数为
图 1 再热器二级进水管泄漏漏点
8010~15121 次, 减温水反复投撤使进水管频繁
3 原因分析 受到较大的热冲击, 最终形成热疲劳裂纹。

针对再热器二级减温器出现的开裂, 对泄漏 4 主要措施
的再热器二级减温器进水管纵向割开, 对管道内
4.1 优化管道壁厚及材料升级
壁进行 PT 检查发现, 该直管段内壁布满横向裂
该电 厂 再 热 器 二 级 减 温 器 进 水 管 材 质 为
纹( 见图 2 ), 越靠近减温器, 其管道内壁裂纹深度
T22 , 壁厚 7.5mm 。再热器二级减温水进水管材
和长度均越严重。根据该情况, 其他 3 个二级减
质可升级为 T91 , 使用 T91 材质最小壁厚可以减
温器进水管道割管检查, 管道内壁均存在不同程
薄 至 3 mm 。 而 使 用 T22 , 最 小 壁 厚 需 为 7.5
度的横向裂纹, 裂纹形成原因为热疲劳。
mm 。材质优化为 T91 材质主要存在如下问题。
( 1 )目 前 再 热 器 二 级 减 温 器 进 口 管 为
12CR1MoV , 喷头为铸件 WC9 。若 更 换 为 T91 材
质, 存在 1 道异种钢焊口, 异种钢焊口焊接工艺上
成熟, 其强度能够满足要求, 但抗热冲击性能没有
相关 试 验 数 据, 可 能 该 异 种 钢 焊 口 成 为 新 的 薄
弱点。
( 2 ) 管壁温差较大, 通过管壁减薄可以减少热
疲劳影响。该管子的主要热冲击在管子内壁, 而
内壁裂纹主要是内壁受到热冲击, 不断弹、 塑性变

图 2 再热器二级进水管内部 PT 检测裂纹 形导致。该管子内、 外壁温相差不大, 不是影响此
为进一步验证开裂原因, 对 4 根再热器进水 处热疲劳的主要因素。
管开裂位置分别增装 1 只壁温测点( 测点位于炉 4.2 优化运行工况后减少再热器减温水进水管
顶大罩内部, 靠近减温器处)。经排查, 该管壁温 投用次数
频繁交变, 交变次数如表 1 所示。 再热器二级减温器减温水设计为事故喷水, 再