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1、全國(guó)火電大機(jī)組(600MW級(jí))競(jìng)賽第十屆年會(huì)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(pán)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(shí)爐膛的異?,F(xiàn)象,并根據(jù)爆管的特征分析爆管的原因。同時(shí)根據(jù)節(jié)流孔的沉積物化學(xué)分析查找沉積物的來(lái)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(pán)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(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器,平衡通風(fēng),擺動(dòng)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(shí)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(tái)磨煤機(jī)自動(dòng)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(tái)磨煤機(jī)自動(dòng)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(pán)發(fā)現(xiàn)四管泄漏監(jiān)測(cè)裝置上#5、#8、#16點(diǎn)實(shí)時(shí)棒圖突然升高(趨勢(shì)圖如下)并迅速升高且變成紅色報(bào)警,在四管泄漏檢測(cè)裝置上監(jiān)聽(tīng)#5、#8、#16點(diǎn)聲音異常大,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐#4角45米水冷壁處有泄漏聲,打開(kāi)附近看火孔泄漏聲更大,結(jié)合“四管”泄漏在線(xiàn)監(jiān)測(cè)確定為水冷壁爆管。全國(guó)火電大機(jī)組
4、(600MW級(jí))競(jìng)賽第十屆年會(huì)論文集鍋爐3陰離子(即OH)擴(kuò)散通過(guò)氧化物層與鐵離子反應(yīng),生成Fe3O4同時(shí)放出氫子。氫原子可以擴(kuò)散通過(guò)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(yáng)離子擴(kuò)散通過(guò)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(shí)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(huì)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(guò)氧化
5、物層擴(kuò)散進(jìn)來(lái)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(yáng)離子,擴(kuò)散通過(guò)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(shí),如果爐水的PH值離開(kāi)正常范圍將破壞Fe3O4保護(hù)膜。從各資料來(lái)看,PH值為10—12時(shí),鋼的腐蝕速度最小,此時(shí)保護(hù)膜的穩(wěn)定性最高。當(dāng)PH值<8時(shí),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(shí)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(shù)脂漏入系統(tǒng),或有機(jī)物進(jìn)入給水,它們會(huì)在鍋爐內(nèi)分解產(chǎn)生無(wú)機(jī)強(qiáng)酸或低分子有機(jī)酸。4)對(duì)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(guò)高,也會(huì)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(duì)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(shí)針旋轉(zhuǎn),高溫?zé)煔庠诜炊物L(fēng)的作用下,煙氣流動(dòng)的剛性減弱,整個(gè)爐膛的充滿(mǎn)度增加;若局布存在“死區(qū)”,煙氣流動(dòng)較弱熱交換變差也會(huì)導(dǎo)致溫度升高。E)鍋爐運(yùn)行方式,在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),可能腐蝕不嚴(yán)重,當(dāng)轉(zhuǎn)入調(diào)峰負(fù)荷時(shí),鍋爐腐蝕會(huì)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(shí),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(guò)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(guò)快會(huì)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(lái)看主要來(lái)至凝汽器的銅管腐蝕。銅管腐蝕的產(chǎn)物是Cu(NH3)42,一旦
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