5号炉高压省煤器泄漏事故分析

5号炉高压省煤器泄漏事故分析

丁全利

北京市石景山区高井热电厂

内容摘要

自5号机组投产以后，5号余热锅炉模3高压省煤器先后泄漏5次，主要集中在高压省煤器的A区和B区，漏点均在鳍片根部，泄漏不但威胁设备的安全，还在经济上给我厂带来了很大的损失。

关键词：余热锅炉腐蚀氧化物

概述

高井热电厂5号余热锅炉为三压、再热、无补燃、自然循环、带除氧器、全封闭、卧式余热锅炉，与GE9371FB型燃气轮机相匹配。在锅炉正常运行时，各区段烟通道系统均能承受燃机正常运行的排气压力及瞬时的冲击压力；受热面采用螺旋鳍片管强化换热，降低余热锅炉应力，降低烟气阻力。自5号机组投产以后，5号余热锅炉模3高压省煤器先后泄漏5次，主要集中在高压省煤器的A区和B区，漏点均在鳍片根部，泄漏不但威胁设备的安全，还在经济上给我厂带来了很大的损失。

泄漏统计

（1）、2014年3月7日，模块3高省B区，炉前第四排，炉右第一根泄漏。

（2）、2014年9月11日，模块3高省A区，炉前第三排，第四根泄漏。

（3）、2014年9月12日，再次上水后，模块3高省B区，炉前第3排，右数第4根泄漏。

（4）、2014年11月16日，模块3高省B区，后数第10排第8根管泄漏。

（5）、2015年9月8日，模块3高省B区，后数第10排第8根管再次泄漏。

原因分析：

这五次泄漏漏点均发生在鳍片管的鳍片根部，现场内窥镜检查，发现发生泄漏的管子内部有腐蚀产物和内壁螺旋的印迹，而无泄漏管道则无明显的腐蚀和螺旋痕迹。为了进一步查明原因，我厂特地在模3处取样，送电科院进一步分析。其结果如下：

钢管材料抗拉强度和屈服强度符合产品质量证书要求，断后伸长率低于产品质量证书要求。钢管内壁垢样主要为铁的氧化物，并含有少量的腐蚀性介质Cl和S以及Mg、Al等金属离子。

通过检测报告可以看出，钢管内壁附着物主要为铁的氧化物，并含有少量的腐蚀性介质Cl和S以及Mg、Al等金属离子，其它指标除延伸率低于厂家提供的质量证明书规定的30%外，并无太大问题。

电站锅炉受热面管内腐蚀常见的问题无外乎有以下几种：1、氧腐蚀2、垢下腐蚀3、锅炉酸洗过度等等。

这次炉管内壁附着的氧化物，是否为氧腐蚀，目前无法判断。如果是氧腐蚀，说明炉水中肯定含有氧，只有锅炉的给水中含有过量的溶解氧时，才有可能发生氧腐蚀现象。另外，管子内壁有非常明显的螺旋印迹（如图所示），且印迹布满钢管内壁，螺旋纹路与管子外壁上的鳍片一致，很明显这是钢管在高频电阻焊接鳍片时发生了过烧现象，导致管子内壁出现螺纹印记，使管子内壁变得凹凸不平，为管子内壁的腐蚀提供了有利的条件。

垢下腐蚀，为电站锅炉炉管最常见的一种腐蚀形式，也是一种特殊的局部腐蚀形态，其机理是：受设备的几何形状和腐蚀产物影响，被堵塞的空腔内介质化学成分与整体介质化学成分差别很大，使空腔内介质PH值的变化较大，形成阻塞电池腐蚀。按其腐蚀原理，腐蚀可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种。2号炉高压蒸发器疏水穿墙管泄漏，在其管内就发现有大量的垢状物质。另外，5号炉汽包内部水位印记不清，水位计被杂质覆盖，看不清水位。这些现象都说明了炉水中杂质较多，连续排污有可能不畅，具备了水垢形成的条件。

氧化物中还含有少量的腐蚀性介质Cl和S以及Mg、Al等金属离子，这些物质只有在酸洗时才有存在的可能。5号余热锅炉为新建锅炉，启用时曾进行过酸洗，在酸洗过程中可能发生了过洗现象。导致少量的腐蚀性介质Cl和S以及Mg、Al等金属离子存留在氧化物中。

从取样报告还可以看出，取样管延伸率低于厂家提供的质量证明书规定的30%，其他指标无问题。这次延伸率测量时是在割除取样管外部的鳍片后进行的，而割除鳍片时会对钢管外壁造成损伤，所以试验结果值得商榷。另外NBT47030-2013《锅炉用高频电阻焊螺旋翅片管技术条件》中对管材和钢带分别进行了规定，GB/T20409《高压锅炉用内螺纹管》对SA-210A延伸率采用的是标准圆试样22%，壁厚小于8mm，每减薄0.8毫米，延伸率减少1.5%的标准。而实际延伸率为27%-28%。

结论：5号余热锅炉模3高压省煤器泄漏不是单一因素造成的，有可能是几种因素叠加后相互促进形成的，如：管道存在原始制造缺陷（过烧、裂纹等）且存在腐蚀环境（溶解氧、杂质、酸腐蚀等），从而加速了管道失效泄漏。

应采取的措施：

1、汽包水位应进行调整

原因是高压汽包内部水印不清晰，内壁表面有较多杂质，水位计上部几乎看不清，受热面多处发现有腐蚀产物。去除水质问题外，连续排污也存在达不到排污效果的情况，因零水位降低了220mm，推测有排污不顺畅的可能。汽包实际水印看不清，给水出水口正在液面附近。建议将汽包中心线恢复至设计值后，参照有关标准并考虑到运行安全，把零水位设定在汽包中心线下-50mm。

2、化学监督

按照火电机组有关标准应及时建立监督项目，落实监督。例如，炉水水质、汽包内部腐蚀、结垢监督，受热面化学监督等。

3、冲洗、排污

在5号炉水压试验、启动等工作完成后对锅炉进行大量冲洗工作，以排除炉内的杂质。

参考文献：余热锅炉机组说明书

北京大唐国际高井热电厂丁全利