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炉外承压部件安全评价

  一、主蒸汽再热汽管道故障爆漏

  (1)一台125MW机组主蒸汽管汽机侧在焊缝热影响区断开,造成紧急停机事故。据查焊口对接错位,有严重未焊透,焊缝有夹渣,热处理不规范,查阅基建焊口记录,称焊口无缺陷、合格。后检查另一台机焊口,也有类似缺陷,已发展成裂纹,进行了处理。这件事情告诉我们:在基建施工过程中,电厂也要派出质量监督人员,对施工全过程实施质量监督。

  (2)一台50MW锅炉已运行25年,在锅炉定期检验中发现,锅炉主蒸汽电动闸阀有焊口裂纹、三通裂纹,但尚未造成事故。

  (3)一台200MW机组主汽管电动闸阀套路管焊口裂开1/3,被迫停炉停机处理。

  (4)一台300MW高温再热蒸汽管道在锅炉启动后汽机冲转时,发生严重水冲击,沿线多数吊杆断裂,管道位移约300mm,据查锅炉启动前,再热器喷水调节阀截止阀关闭不严,漏水至再热器,满水后进入高温再热汽管道,汽机冲转前流水时间不足,又未检查确认管内存水已经放尽。锅炉点火启动,汽机冲转,出现上述事故。

  水冲击的破坏力很强,检修及运行人员应有很强的防范意识,喷水减温系统的阀门应进行检查,机组启动前应处于关闭状态,而且应严密不漏;汽机冲转前,主蒸汽、再热汽管道要有充分的疏放水时间,而且要就地检查,确认存水已放尽。有些电厂在疏水点装设了流放水报警系统,也是防止疏放水不彻底就进行汽机冲转的有力措施。

  二、承压设备管道热疲劳漏泄

  凡是温差较大的冷水冷蒸汽频繁与热力设备管道接触,并经历一定的周期,都可能引发这些设备及管道的热疲劳破坏,其特征是产生密集疲劳裂纹,由内向外发展以致发生漏泄。值得注意的部位有:①疏放水管接头;②安全阀对空排汽阀电磁释放闭排汽管下部阀门的阀体、阀座与阀芯;③取样管、排空气管排放点区域;④喷水减温器喷水头区域;⑤锅炉启动旁路系统喷水降温区域。下面举几个典型事例:

  (1)有一个电厂,三台200MW锅炉。其中一台炉高温再热汽管道疏水管接口区,因密集裂纹漏泄。据查,该炉高温再热器出口用来装设安全阀的集箱,其标高低于高温再热蒸汽管道,故在集箱下装设了一条φ38疏水管至炉前再热蒸汽下降的管道中,疏水管长约50m,保温层较薄且不完整,致使汽温下降太多,停炉后也有凝结水进入仍处在高温状态下的蒸汽管中,在疏水排入口下部约300X200mm2面积内,产生密集裂纹从管子内壁向外发展,分析为热疲劳引起。检查另外两台炉也有类似情况,尚未发生漏泄。电厂作了改进:在再热蒸汽管疏水进口处采用双套管接头,内设保护板一块,疏水管向内伸长50mm。疏水管改变走向,使长度减为约30m,并完善保温层。

  (2)有一台300MW锅炉,炉顶再热器有12个联箱,每个联箱上接出一条排气管,该排气管长约10~15m,均高于联箱排气点,在机组正常运行中,然气管中的蒸汽受冷却成饱和水或蒸汽,与联箱的温差约250℃,连续不断的流回联箱,在联箱排气接头区产生密集裂纹,多处漏泄。对邻炉进行检查,同类接管区也有密集疲劳裂纹。

  (3)在一台300MW锅炉二级减温减压器喷水口的对面,产生疲劳裂纹漏泄,此处壁温与喷水的温差约300℃。

  根据现场发现的问题,建议采取如下防范措施:

  1)接受疏放水的管道及热力设备应加保护套;

  2)安全阀、对空排汽阀、电磁释放阀,阀门与排汽管之间应设集水接头及排水管;

  3)蒸汽取样管、排空气管从排放口接出后应降低标高排放,以防凝结水、低温蒸汽返回排放口;

  4)喷水减温器、减温减压器进水管应设防护套、挡板,避免喷水直接与高温设备管道接触。

  三、锅炉范围内的管道故障棋漏

  (1)一台300MW UP型直流锅炉,水冷壁炉外混合器三通,由于锅炉制造厂产品壁厚不足,运行约4年,因强度不足爆破,造成锅炉严重减水,水冷壁超温变形严重,为以后水冷壁频繁漏泄留下了隐患。据查两台UP型锅炉三通均有类似情况,许多已变形胀粗,已到爆破的边缘。建议重新设计制造三通并全部更换。

  (2)一些锅炉喷水减温器雾化器因热应力大,焊口开裂,减温器内套移位,多个定位销受撞击,焊缝裂纹漏泄。喷水减温器一般都由锅炉厂设计制造,温度较低的减温水与高温蒸汽在减温器内混合,热应力较大。建议每两次大修借助内视镜对喷水减温器内部进行检查。检查的重点是:进水管接头、雾化器、内套筒、支承块等。所有零部件焊接应牢固,焊缝应无裂纹。

  (3)一台300MW机组,锅炉启动上水时,给水旁路剧烈振动,在支座处裂纹漏泄。建议对支座结构进行检查,可否改成弹簧支座,请与电力设计院商定;上水时让调速给水泵在允许的最低流量、压力下运行,锅炉进水升压应平缓。

  (4)一台300MW锅炉在切换给水泵或高压加热器时发生给水压力波动,致使给水管道强烈摆动,摆动幅度约200mm,把给水管路近处的锅炉钢架横梁撞伤。给水泵、高压加热器,应进行无干扰切换,水压应稳定。建议组织汽机、锅炉、热工有关人员,进行测试,查明原因,必要时改进操作程序。

  (5)有一个电厂水冷壁下联箱定期排污管一次门前管段多次发生爆漏,造成停炉,原因是管子内外壁腐蚀,管壁减薄。大修时应对这种管道进行检查,测量壁厚,必要时割管取样鉴定。

  (6)一台200MW锅炉汽包因排污管堵塞,造成长期炉水品质不良。在大小修时应对排污阀进行检查检修,锅炉启动时做阀门开关及放水试验。若排污管堵塞,炉水品质超标应停炉处理。

  (7)沿海电厂,由于大气中氯离子含量高,炉外管道、容器、金属构件特别是锅炉冷灰斗下部区域炉外管道及保温层残缺的部位锈蚀严重,锅炉平台使用3~4年不得不更换。据了解对防止大气中氯离子腐蚀,目前尚无简便有效的办法,建议对这一防腐问题做专项研究。我们发现炉外管道、容器、设备的保温层铝皮光洁并无锈蚀现象,建议试用渗铝管、渗铝构件。

  (8)有一台50MW锅炉,分散式下降管弯头在机组正常运行中突然爆破,据查弯头椭圆度均消失,弯头管子横断面变成了圆形,管壁减薄,内壁有裂纹,引起爆破。对其他下降管、炉顶导汽管、同类型锅炉的这类管道也进行了检查,都存在弯头变圆内壁裂纹问题,全部进行了更换处理。据查这两台锅炉投产近20年对这类管道从来没有进行过检查测量。

  综上所述,我们认为对锅炉外部管道,在大小修中应设立检查、检修项目计划。要进行定期检验,查出问题,避免事故发生。

  (9)关于支吊架问题:据了解大部分电厂在机组大小修时,没有把炉外承压管道支吊架检查检修作为标准项目进行安排,有的虽有计划,但并未认真执行;没有检修记录,机组启动停炉期间也未安排检查调整,也没有记录。据现场检查有不少吊架工作不正常,如有的吊架无位置指示,有的不受力,有的受力过大位置指示器已到了端点。各类支吊架应处在正常工作状态,没有卡涩及偏斜位移;弹簧吊架、恒力吊架应有工作范围标记,不应工作在“端点”位置上;同类吊杆(如炉顶同一类联箱吊杆)受力应均匀。

  建议在每次大小修后及点炉启动后对支吊架进行全面检查,并在记录表上记录。

  四、锅炉汽包及压力容器问题

  (1)有一台进口660MW锅炉汽包,在安装起吊之前,中方检验人员发现汽包封头与筒体对接处有台阶,焊缝不是平缓过渡;汽包各类管接头焊缝缺陷超标;中方要求处理但外商不同意,并坚持起吊就位,并着手进行受热面的起吊。中方拿出ASME标准、外商自己的制造标准,进行讨论辨论,最终外商答应了中方的要求。但此时汽包已难以吊落在地面,外商不得不另设汽包支吊装置,配备了汽包燃油预热及热处理设备,送引风设备,历时3个月耗资近80万美元。

  我们认为汽包是锅炉的一件大型重要设备,不论是从国外或国内订货,应注意做好出厂前的检验工作,避免在工地返工。

  (2)有一些汽包内分离元件、连接件有松动脱落现象,甚至有整个旋风子掉落现象,有一些连接件、板件经下降管掉入水冷壁下联箱内,这不仅影响汽水分离,还有可能堵塞排污管,迫使锅炉停炉,有些电厂为此在大小修时割开下联箱封头,寻找掉落的零件,建议在汽包内部装置安装检修时采取措施,防止元器件松脱,掉入下降管、排污管、加药管等管孔内。焊接件应焊接牢固,法兰连接件应加紧,连接螺母下应加防松垫圈。

  (3)一台50MW锅炉汽包,内壁多处裂纹,电厂进行了处理:打磨消除裂纹,超限处进行了补焊,并决定对汽包加强检查,监督使用。

  (4)定期排污扩容器存在超压危险。有电厂运行规程规定在汽包高水位时允许通过定期排污扩容器进行事故放水,而现场又无压力表,应严加控制。防止超压及防止冲刷是汽水压力容器安全工作的重要内容。防止超压主要是防止异常工况下的超压,即在任何异常工况下进入容器的汽量与排放(包括安全阀)的汽量要保持平衡。对于亚临界参数锅炉,通过定排进行事故放水具有较大危险性。建议加装远传压力表到控制室,做事故放水至定期排污扩容器的试验,必要时调整排污放水操作规程。

  五、炉外承压部件定期检验缺乏针对性

  (1)各电厂都安排了定期检验工作,但真正查出的问题并不多。我们分析认为:电厂一般都是委托外单位进行炉外承压设备的检验,检验单位按部颁检验规程进行检验,对炉外承压部件发生过什么问题,薄弱环节在哪里了解不深,缺乏针对性。电厂要与检验单位密切配合共同拟订检验项目计划。

  (2)由于炉外承压部件都处在保温层内,有些又处在高空,检验、检查、维修不太方便。要进行技术分析,先查薄弱环节,突出重点,分期分批有计划进行。建议检查、检验的重点为:

  1)在设计安装过程中已掌握的薄弱环节或有缺陷的材料部件;

  2)有严重超温记录或累计超温时间长的管道阀门阀件;

  3)喷水量大的减温水管道、阀门、弯头;

  4)喷水减温器的喷水头及随后的管道、联箱、受热面管接头;

  5)振动大的管道、阀门、焊口;

  6)经常发生水冲击的部位;

  7)有汽水两相流的管道、阀门、阀件;

  8)定期排污、连续排污一次门及前后管道;

  9)排污及流水扩容器入口管区,排汽管区及焊口;曾在异常参数下(如进汽量大,压力温度超过设计标准)运行的扩容器;

  10)已经超过设计使用年限或运行时间长的主蒸汽管、再热器管、导汽管、联箱、汽包、阀门、阀件。

  六、技术资料管理不规范

  据查炉外承压部件技术资料管理不够规范:原始资料积累不够齐全,设备台账过于简单,大小修技术记录不够完善,有不少厂没有装订成册,存放比较零乱。建议:

  (1)在机组基建阶段就应注意搜集炉外承压部件的原始资料、数据;管道、阀门、阀件、压力容器等设备材料的设计、制造、安装、调试资料、数据。如高压管道特别是受监管道的管壁厚度、直径、材质、焊口焊接规范、监察段、蠕变测点安装位置及测量数值、管道焊口的缺陷性质及位置(当然是在合格范围内)都应包括在内,为投产后的监测、问题分析及判断打下基础。

  (2)机组投产后,炉外承压部件的检查、检修、检验应做好技术记录。

  (3)采用“护外承压部件爆漏分析统计表”。广东省电力系统各厂多年来普遍采用“电厂炉外承压部件爆漏分析统计表”,有利于全面掌握炉外承压部件爆漏情况,制订对策。不只是统计停炉事故,而是把所有的漏泄点、故障点作为统计对象,重在真实,重在技术分析,为拟订对策打下基础,与奖惩考核不挂钩。电厂统计存档与上报主管部门合一,每半年统计报告一次。

  该表设如下栏目:

  l)炉号;

  2)时间(年月日);

  3)摘要:①停炉(时间);②降参数减负荷(时间);③检修水压发现;

  4)简图、漏泄点位置及说明;

  5)按设备分类:汽包、降水管,联箱、导管,给水管道、阀件,主汽管道、阀件,再热汽管道、阀件,安全阀、排汽阔、管道,套路阀、管道,疏放水、排污、放气管、表管阀件;

  6)接技术分类:材料,焊缝,磨损,过热,裂纹,其他;

  7)按责任分类:设计不周,安装不良,产品质量差,调整试验不当,检修不良,运行不良,指挥不当,其他;

  (4)建议开发使用《炉外承压部件管理软件系统》,对主要承压部件实行寿命管理。

更多资料请点击:安全评价

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