600mw機(jī)組鍋爐水冷壁單管泄漏分析--劉峰等

1、全國火電大機(jī)組（600MW級）競賽第十屆年會論文集鍋爐1600MW機(jī)組鍋爐水冷壁單管泄漏分析劉峰吳寶忠（天津大唐盤山發(fā)電有限責(zé)任公司）摘要：介紹了600MW機(jī)組鍋爐水冷壁泄漏時爐膛的異常現(xiàn)象，并根據(jù)爆管的特征分析爆管的原因。同時根據(jù)節(jié)流孔的沉積物化學(xué)分析查找沉積物的來源，制定出相應(yīng)的防范措施。關(guān)鍵詞：水冷壁爆管分析防范措施1鍋爐概況：天津大唐盤山發(fā)電有限責(zé)任公司選用哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司制造的HG202317.6YM4型鍋爐。鍋爐為亞臨

2、界壓力、一次中間再熱、固態(tài)排渣、單爐膛、Π型布置、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、控制循環(huán)汽包爐。采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，平衡通風(fēng)，擺動式燃燒器四角切圓燃燒。設(shè)計(jì)燃料為準(zhǔn)格爾煙煤。6套制粉系統(tǒng)為正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置ZGM123型中速磨煤機(jī)。2事件發(fā)生前工況：發(fā)生事故時機(jī)組負(fù)荷為600MW，主氣壓力為16.5MPa，主汽溫度為535℃，汽包水位正常，AGC投入，A、B、C、D、F五臺磨煤機(jī)自動位置運(yùn)行，其它輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行正常。16:1

3、0機(jī)組負(fù)荷600MW主氣壓力為16.8MPa，主汽溫度為538℃，汽包水位正常，A、B、C、D、E五臺磨煤機(jī)自動位置運(yùn)行，其它輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行正常。運(yùn)行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)四管泄漏監(jiān)測裝置上＃5、＃8、＃16點(diǎn)實(shí)時棒圖突然升高（趨勢圖如下）并迅速升高且變成紅色報(bào)警，在四管泄漏檢測裝置上監(jiān)聽＃5、＃8、＃16點(diǎn)聲音異常大，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐＃4角45米水冷壁處有泄漏聲，打開附近看火孔泄漏聲更大，結(jié)合“四管”泄漏在線監(jiān)測確定為水冷壁爆管。全國火電大機(jī)組

4、（600MW級）競賽第十屆年會論文集鍋爐3陰離子（即OH）擴(kuò)散通過氧化物層與鐵離子反應(yīng)，生成Fe3O4同時放出氫子。氫原子可以擴(kuò)散通過氧化物層進(jìn)入鍋水中，也可以直接擴(kuò)散到鋼中；二是鐵原子失去電子生成的陽離子擴(kuò)散通過氧化物層，在氧化物和水的界面與OH反應(yīng)有利于成Fe3O4，同時H在氧化物和水的界面放電生成氫原子。這樣，生成的氫原子不會擴(kuò)散到鋼中。而生成的氧化物比較疏松，附著性能差；三是有一部分鐵原子失去電子以后，在鋼與氧化物界面和通過氧化

5、物層擴(kuò)散進(jìn)來的OH反應(yīng)，生成致密的附著性好的Fe3O4。另一部分鐵原子失去電子以后生成陽離子，擴(kuò)散通過氧化物層，在氧化物和水的界面與OH反應(yīng)，生成疏松的附著性差的Fe3O4。3.3.2影響金屬氧化膜損壞因素：在運(yùn)行時，如果爐水的PH值離開正常范圍將破壞Fe3O4保護(hù)膜。從各資料來看，PH值為10—12時，鋼的腐蝕速度最小，此時保護(hù)膜的穩(wěn)定性最高。當(dāng)PH值＜8時，鋼的腐蝕速度明顯上升，因?yàn)楸Ｗo(hù)膜被溶解，其反應(yīng)為：Fe3O4HCl—FeCl

6、22FeCl34H2O當(dāng)PH值＞13時腐蝕速度明顯上升因?yàn)楸Ｗo(hù)膜也被溶解其反應(yīng)式如下:Fe3O44NaOH—2NaFeO2Na2FeO22H2O3.3.2.1影響爐水pH值的主要原因有：1）補(bǔ)給水和凝結(jié)水中含有的碳酸鹽在鍋內(nèi)水解生成NaOH，局部濃縮以后形成濃的堿溶液；2）因凝汽器泄漏導(dǎo)致水塔的循環(huán)水進(jìn)入凝結(jié)水中，降低了給水品質(zhì)。氯化物隨凝結(jié)水進(jìn)入鍋爐以后，水解產(chǎn)生酸。3）除鹽設(shè)備管理不嚴(yán)，除鹽再生的藥品，包括HCl和NaOH漏入給水，

7、使?fàn)t水為酸性或含游離NaOH。離子交換樹脂漏入系統(tǒng)，或有機(jī)物進(jìn)入給水，它們會在鍋爐內(nèi)分解產(chǎn)生無機(jī)強(qiáng)酸或低分子有機(jī)酸。4）對于高參數(shù)鍋爐，如果進(jìn)行爐水磷酸鹽處理，磷酸鹽含量過高，也會出現(xiàn)游離NaOH，導(dǎo)致堿腐蝕。5）爐水在水冷壁管內(nèi)局部濃縮產(chǎn)生濃堿或濃酸。引起爐水濃縮腐蝕影響因素主要有以下幾方面：A）爐水處理的方式；B）爐管表面狀態(tài)，爐管表面沉積物越多，管壁溫度越高，爐水濃縮越大，腐蝕愈嚴(yán)重。C）給水成分，對腐蝕影響比較明顯的有：含鐵量、

8、含銅量、碳酸鹽堿度、氯化物含量、pH值、溶解氧含量等。D）熱負(fù)荷，爐管熱負(fù)荷越高，腐蝕越嚴(yán)重。本鍋爐采用的是四角切園布置，頂部采用反二次風(fēng)。逆時針旋轉(zhuǎn)，高溫?zé)煔庠诜炊物L(fēng)的作用下，煙氣流動的剛性減弱，整個爐膛的充滿度增加；若局布存在“死區(qū)”，煙氣流動較弱熱交換變差也會導(dǎo)致溫度升高。E）鍋爐運(yùn)行方式，在滿負(fù)荷運(yùn)行時，可能腐蝕不嚴(yán)重，當(dāng)轉(zhuǎn)入調(diào)峰負(fù)荷時，鍋爐腐蝕會加速。因?yàn)榻?jīng)常啟停和低負(fù)荷運(yùn)行，水質(zhì)條件變差，給水溶解氧和銅鐵含量將增加，這些都

9、促進(jìn)腐蝕。此外超負(fù)荷或變負(fù)荷運(yùn)行時，爐管內(nèi)金屬溫度發(fā)生變化，管內(nèi)水的蒸發(fā)狀態(tài)發(fā)生變化，由核態(tài)沸騰變?yōu)槟B(tài)沸騰，管內(nèi)形成汽塞，使?fàn)t水濃縮程度增加，腐蝕加快。F）水循環(huán)狀況，水流速度大小直接影響介質(zhì)濃縮腐蝕，流速過小，可能在管內(nèi)產(chǎn)生汽塞或加速沉積物的沉積，使腐蝕加快。若流速過快會產(chǎn)生渦流，有利于鐵的氧化物沉積，加速腐蝕。3.3.3在本次化驗(yàn)中氧化銅的含量較#1爐高，從分析來看主要來至凝汽器的銅管腐蝕。銅管腐蝕的產(chǎn)物是Cu（NH3）42，一旦