1、电厂前烟道省煤器管泄漏原因分析 董自谦，孙嘉欣（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨）摘 要：某电厂锅炉运行过程中前烟道省煤器管发生泄漏。本项目对锅炉前烟道省煤器管 样管进行了取样试验，主要工作内容包括宏观检查、化学成分分析、硬度检测及金相分析等。检测分析结果表明，泄漏原因是发生烟气冲刷腐蚀，使壁厚减薄而导致泄漏发生。关键词：前烟道省煤器；冲刷腐蚀中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：作者简介：董自谦（），男，工学学士，高级工程师，从事质量管理和检验工作。引言某电厂锅炉运行过程中前烟道省煤器管发生泄漏，漏点共计两处，原始漏点在前烟道省煤器炉左数第一排。泄漏后蒸汽吹向炉左数第二排、
2、再折射至炉左数第三排、相应管子存在明显减薄，左数第三排管为第二漏点。原始漏点位于吹扫半径 米的边缘地带，一天吹扫 次，吹扫蒸汽压力 。失效前运行约小时。泄漏样管材质为 ，规格为 。工作内容对所取样品进行以下试验分析：宏观检查、化学成分分析、力学性能检测、金相分析、分析。取样位置及对应编号本报告中对送检样品的检测采用表 所示检测设备与检测方法。表 送检样品检测项目及试验方法检测分析项目检测设备名称及型号试验方法几何尺寸测量千分尺化学成分分析 直读光谱仪 维氏硬度试验 维氏硬度计 金相分析 光学金相显微镜 分析 型扫描电子显微镜 能谱仪 取样位置及对应编号取样位置及编辑等如图 和表 所示。图 取样
3、位置示意图表 样管取样位置、编号及试验内容试样编号试验内容 化学成分分析 尺寸测量、硬度检测 金相分析、硬度检测、分析 试验结果及分析 宏观检查通过观察样管整体宏观形貌可知，送检样管 第 期锅 炉 制 造 年 月 长约。翅片和管子外表面上均堆积着较厚的覆盖层，覆盖层颜色为红棕色或灰色，覆盖层厚度约 。覆盖层较疏松，部分已脱落。样管在第、根翅片间有一处泄漏点，泄漏点长约、宽约，泄漏点周围翅片多处被泄漏蒸汽吹破。如图 所示，整根样管在朝炉右、炉上约 度角方向（泄漏点朝向）处壁厚明显减薄，较薄处管子外表面较平滑且翅片间的 处方向一致，呈现出烟气长期从左上向右下快速流动冲刷磨损特征，基本排除泄漏蒸汽吹
4、扫所致。图 试样端部横截面宏观形貌 几何尺寸测量对未泄漏样管段进行外径及壁厚尺寸测量，试样编号为 。测量结果表明：未泄漏样管 段朝炉右、炉上约度角方向减薄较明显，最薄处为 ；其他方向外径和壁厚测量值符合 标准对 材料的规定。化学成分分析在送检样管上切取化学试样，试样编号为，化学成分分析表明，送检样管的化学成分符合 标准对 材料的规定。硬度试验在送检样管上取硬度检测试样，试样编号分别为 和 ，检测结果表明，样管的硬度满足 标准对 材料的规定。金相分析在送检样管上取金相分析试样，试样编号分别为 ，对试样进行粗磨、细磨、抛光及进行腐蚀形貌观察；采用 硝酸酒精溶液进行腐蚀后分别观察腐蚀后试样各位置的显
5、微组织和晶粒度，检测结果见表，显微组织如图 所示。样管远离漏点位置的显微组织为铁素体 珠光体，晶粒度为 级，样管漏点区域的显微组织为铁素体 珠光体，晶粒度为 级。金相组织及晶粒度符合 正常材质特征。不同位置的晶粒较为均匀，未见高温变形，珠光体未见明显老化。图 试样各位置显微组织表 送检样管金相检测结果试样编号检测位置显微组织晶粒度对应图号 漏点一侧铁素体 珠光体 级图）漏点另一侧铁素体 珠光体 级图）远离漏点铁素体 珠光体 级图）分析在送检样管上取 分析试样，试样编号为 ，对试样进行超声清洗，清洗后采用扫描电子显微镜进行 观察，采用能谱仪进行选区能谱分析，观测位置为管子外表面区域，能谱分析位置
6、和衍射图如图 所示，能谱分析结果锅 炉 制 造 总第 期见表。由能谱分析可知，泄漏点附近，与管子外表面接 触覆盖层下主要有的氧化物、碱金属、和一定量的、元素。由此可知，结焦的烟气在管子表面堆积，对管子外表面起到了一定的氧化和腐蚀作用。02468keV051015202530 cps/eV C O Mg Al Si S S Cl Cl Ca Ca Fe Fe K K Ti Ti 图 试样表面腐蚀产物能谱检测位置和衍射图表 试样腐蚀产物能谱检测结果元素 综合分析通过实验及分析可知，样管远离漏点位置的显微组织为铁素体 珠光体，组织未见高温变形，珠光体未见明显老化，没有发现过热、过烧等现象，管子泄漏主
7、要由蒸汽内应力或外部蒸汽吹扫造成。样管整体宏观形貌和壁厚测量可知，整根样管在朝炉右、炉上约 度角方向（泄漏点朝向）处壁厚明显减薄，最薄处由公称厚度 减至 厚。较薄处管子外表面较平滑且翅片间的 处方向一致，呈现出烟气长期从左上向右下快速流动冲刷磨损特征，基本排除泄漏蒸汽吹扫所致可能。样管表面均有较厚烟气结焦覆盖物，厚度约为 ，在锅炉运行过程中对烟气的流动形成一定的阻碍作用，进而促进在漏点附近形成烟气通道，烟气通道的形成会加速钢管的烟气磨损，使钢管表面的氧化膜和腐蚀产物持续破损，脱落，导致不断露出新鲜的基体，直至管壁减薄至不再能承受内部工质压力而发生爆管。烟气成分中存在大量可构成强腐蚀性物质或环境
8、的 和 元素，对管子外表面起到了一定的氧化和腐蚀作用，疏松氧化腐蚀产物不耐磨，会加速钢管遭到磨损破坏速度。综合以上检测结果分析推测电厂锅炉前烟道省煤器 钢管泄漏原因是发生烟气冲刷腐蚀，使壁厚减薄，导致泄漏发生。结论电厂锅炉前烟道省煤器 钢管的化学成分、硬度值符合 标准对 材料的规定。金相组织及晶粒度符合 正常材质特征。电厂锅炉前烟道省煤器 钢管泄漏原因是发生烟气冲刷腐蚀，使壁厚减薄，导致泄漏发生。上接第 页 综合以上分析，对比国内同类型机组工程，以及投入商业运行的 超临界循环流化床锅炉机组运行情况，借鉴投入运行的循环流化床锅炉运行经验，自主型 超临界锅炉可不设置紧急补给水系统。参考文献 刘宏，高新宇 紧急补给水系统在循环流化床锅炉中应用的探讨 锅炉制造，（）：薛立民 循环流化床锅炉紧急补水系统研究 山西电力，（）：第 期 董自谦，等：电厂前烟道省煤器管泄漏原因分析
