國電康平發(fā)電有限公司2臺600 MW機組鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責任公司引進英國MITSUIBABCOCK公司技術(shù)設計、制造的一次中間再熱、變壓運行，帶內(nèi)置式循環(huán)泵啟動系統(tǒng)，固態(tài)排渣、單爐膛平衡通風、尾部雙煙道、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、全封閉布置的超臨界直流鍋爐，型號為HC-1900/25.4-YM3。鍋爐水冷壁為膜式水冷壁，從冷灰斗進口一直到標高46 659 mm的中間混合集箱之間為螺旋管水冷壁，爐膛上部為垂直管屏。機組投產(chǎn)2個月后2臺鍋爐的水冷壁先后各發(fā)生2次爆管事故，爆管位置均在爐膛下部前后墻冷灰斗部位的螺旋管水冷壁。對爆管部位取樣進行化學成分分析、金相分析，并對該部位材料及應力特點進行分析，以找出水冷壁爆管的原因，解決了水冷壁連續(xù)爆管影響機組安全運行的問題。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、冷灰斗部位水冷壁結(jié)構(gòu)及爆管部位
冷灰斗及爐膛下部采用螺旋管水冷壁，為焊接膜式壁。螺旋管圈規(guī)格為∮38.1×7.5 mm、∮38.1x9 mm，材質(zhì)為15CrMoG，由492根組成。密封扁鋼雙面坡口，厚6.4 mm，材質(zhì)為15CrMoG。安裝時采用地面預組大屏、先定位管屏位置再對口后燒密封的施工方法，焊接工藝及安裝標準均符合國家標準。
水冷壁爆管區(qū)域位于爐膛前后墻冷灰斗部位水冷壁的下部，爆管區(qū)域基本位于同一個水平斷面，爆管部位集中、管束多，其中1號爐共爆管121根，2號爐共爆管87根。
2、化學成分分析
對爆管區(qū)域的鋼管及中間焊縫（扁鋼）取樣進行化學成分分析，分析結(jié)果見表1。由表l可知，鋼管的化學成分正常，符合GB5310標準15CrMoG鋼要求；中間焊縫成分基本符合與15CrMoG鋼匹配的焊材成分要求（中間焊縫存在焊材與母材成分混合現(xiàn)象，成分波動較大），說明不是材質(zhì)原因引起爆管。
3、金相分析
3.1宏觀分析
在爆管水冷壁樣品上取下2段鋼管進行宏觀分析。樣品中間焊縫橫向裂紋較多，且為裂紋源；其中一段中間焊縫裂紋已有多處擴展到鋼管使鋼管出現(xiàn)環(huán)向裂紋；另一段除有l(wèi)處中間焊縫裂紋擴展到鋼管使鋼管出現(xiàn)環(huán)向裂紋外，焊縫和鋼管連接處出現(xiàn)縱向裂紋。
3.2微觀分析
在鋼管與中間焊縫連接處取樣進行微觀分析，發(fā)現(xiàn)裂紋起始于焊縫，止于鋼管。鋼管組織為鐵素體+貝氏體，焊縫組織為貝氏體+少量鐵素體，為正常組織。
4、應力分析
造成該區(qū)域水冷壁爆管的應力來源可能有以下幾個方面。
a．安裝時若管屏轉(zhuǎn)角部位兩側(cè)螺旋水冷壁管屏的平整度和長度不好，或前后左右對應的安裝標高相對位置不一致，運行中會產(chǎn)生剪應力和扭應力，出現(xiàn)大面積撕裂鰭片。電建公司及監(jiān)理公司證明在水冷壁安裝時工藝非常嚴格，且從鋼管的斷裂現(xiàn)象及數(shù)量上分析也不是安裝應力引起爆管。
b．焊接質(zhì)量不良產(chǎn)生殘余應力。由于鰭片焊接過程中未按國家行業(yè)標準的工藝進行熱處理，存在殘余熱應力；鰭片端頭不合理的火焰切割缺口、管片局部結(jié)構(gòu)應力集中及吊裝和運輸過程中的局部受力不均等原因，也會導致個別管片局部出現(xiàn)宏觀裂紋，甚至發(fā)生斷裂。而鋼管和焊縫的組織正常，證明不是焊接質(zhì)量不良引起爆管。
c．運行調(diào)整方式不當可引起熱應力。爆管部位為爐膛低溫區(qū)，運行中不會產(chǎn)生過大熱應力，不會使管子發(fā)生局部斷裂。
d．如水冷壁管內(nèi)有雜質(zhì)堵管會造成局部過熱爆管。而爆管區(qū)域水冷壁進行管內(nèi)檢查無雜物堵管，可排除此因素。
e．管道設計內(nèi)外壁溫差低于160℃，若鋼管內(nèi)外壁溫差達到200℃以上會造成熱應力驟增，使管道出現(xiàn)裂紋。從斷裂現(xiàn)象看．橫向裂紋起始于中間焊縫并向鋼管擴展，有的已造成鋼管環(huán)向開裂；縱向裂紋位于鋼管與焊縫連接處。可確定為鋼管局部溫差過大，局部熱應力超過鋼管強度極限，造成焊縫橫向和縱向開裂，進而擴展造成鋼管環(huán)向開裂泄漏。
5、爆管原因分析
針對能產(chǎn)生鋼管局部溫差過大的原因進行了全面檢查、試驗。
a．受熱面保溫。經(jīng)檢查保溫良好，且發(fā)生水冷壁爆管的部位屬“內(nèi)爆”，即使保溫不好也不會產(chǎn)生200℃以上的溫差，證明不是由保溫引起。
b．爐底漏風。爐底水封良好，撈渣機箱體液位正常，不會出現(xiàn)爐底大量漏風使水冷壁下部被冷風冷卻現(xiàn)象。
c．通過觀察發(fā)現(xiàn)泄漏區(qū)域水冷壁表面上的積灰有于涸的水痕，通過進一步試驗，在投渣斗噴淋水時發(fā)現(xiàn)泄漏區(qū)域水冷壁有被渣斗噴淋水噴淋現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)測算，渣斗噴淋水水溫約為20℃，當水冷壁進口的給水溫度達到280℃時，被噴淋水噴淋部位的水冷壁內(nèi)外壁溫差可達到260℃，溫差產(chǎn)生的熱應力足以造成水冷壁斷裂（水冷壁斷裂區(qū)域和被渣斗噴淋水噴淋區(qū)域恰好吻合）。分析認為就是這個原因使水冷壁管束同時斷裂。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
經(jīng)過廠家確認，爐底渣斗噴淋水管的噴水孔方向設計有誤，正常應是噴水孔朝下部噴水，裝反后向上部噴水，部分噴水直接噴到前后墻冷灰斗部位水冷壁下部，造成水冷壁外壁被噴水冷卻，溫差過大產(chǎn)生的熱應力造成水冷壁斷裂。廠家對噴水管進行重新設計改裝，噴水孔改為向下，問題得以解決。
機組重新啟動后鍋爐運行一直比較穩(wěn)定。該區(qū)域未再發(fā)生水冷壁爆管事故。國電康平發(fā)電有限公司鍋爐水冷壁爆管部位在國內(nèi)鍋爐爆管事故中很少見，事故比較典型，對鍋爐的水冷壁爆管研究有很好的借鑒意義，也為同類型機組的安裝和運行提供了經(jīng)驗。
