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屏式鎧裝熱電偶爆管原因分析及處理

  一、概述

  屏式鎧裝熱電偶位于在爐膛上部,直接吸收爐膛的輻射熱和高溫煙氣對流熱,所以屏式鎧裝熱電偶是在高溫和高壓環境下工作的,鍋爐在運行中,如果鎧裝熱電偶管子承受的溫度超過極限值,就會發生爆管等事故。減溫水分為一級減溫和二級減溫,采用給水通過減溫器直接噴入過熱蒸汽中,調節蒸汽溫度使之不超,控制鎧裝熱電偶管壁溫度,防止管子過熱爆管。2事故概況2016年1#鍋爐屏式鎧裝熱電偶在1個月的時間里發生了3次爆管事故,均在“U”型彎處,共計10根管。爆口特征均為:(1)長約20~30mm,有鼓包現象,斷面粗糙不平整,邊緣為鈍邊。(2)周圍有許多軸向裂紋。前2次爆管采取掐管措施后投運,第3次爆管,直接導致鍋爐被迫停爐檢修。

二、原因分析

  1、設備檢查

  利用內窺鏡對屏式鎧裝熱電偶上聯箱進行仔細檢查,發現12組集箱24塊隔板中的13塊存在傾倒和裂開的情況,隔板在安裝施工時為單面焊接,強度低,鍋爐投運后,啟停次數多,導致隔板在熱脹冷縮的環境中,產生熱交變應力,一旦其大于焊縫處的屈服極限應力時,焊縫開裂,并產生壓差,隨著運行時間的增加,隔板就有裂開角度增大甚至倒掉的情況發生,隔板的損壞,導致“U”型彎處管子內部蒸汽流量越來越低,然后蒸汽短路,造成管路干燒,也使得屏式鎧裝熱電偶管子溫度超溫爆管。

  前2次爆管采取掐管措施后,隔板傾倒導致同組集箱沒有掐斷的管子由于蒸汽短路,管路干燒,再次發生爆管。另外,根據爆口特征分析,屏式鎧裝熱電偶管子也是由于長時間超溫導致爆管。

  2、管壁溫度檢測點工作異常

  (1)屏式鎧裝熱電偶管壁測溫點熱電偶固定塊小,使用長0.5mΦ4mm的K型熱電偶,由于鎧裝熱電偶管壁溫過高和存在振動,導致熱電偶有燒爆、固定塊脫焊和熱電偶從固定塊脫落的情況出現,使得鎧裝熱電偶管壁溫度測量不準確。

  (2)熱電偶接線盒位于鎧裝熱電偶管子之間,熱電偶補償導線全部鋪設在鎧裝熱電偶管子中間的橋架,走向鎧裝熱電偶平臺西側。鎧裝熱電偶保溫棉外白鐵皮溫度特別高,導致熱電偶的補償導線絕緣層燒壞,也會導致鎧裝熱電偶管壁溫度測量不準確。

  橋架所在位置空間狹小,溫度太高,屏式鎧裝熱電偶管壁溫度監測顯示異常時,檢修人員無法進入檢修。只有到冬季鍋爐停爐時,才能進行檢修。由于爆管管壁溫度測點測量不準確,崗位人員無法對其進行監控,就失去了參考依據,無法對鎧裝熱電偶的運行狀況做出調整和判斷,導致屏式鎧裝熱電偶一直處于沒有監控的狀態下超溫運行爆管。

  3、減溫水不能投自動

  一級減溫水作為粗粗略調節,噴水量決定于減溫器前的蒸汽參數,并保證屏式鎧裝熱電偶管壁溫度不超過允許值;二級減溫水作為精細調節,控制鎧裝熱電偶的出口汽溫在額定值。一、二級減溫水4個電動執行機構采用英國諸伊特公司的電動執行機構,型號為:JTV-64/S1825,水平安裝,由于太重,電動執行機構重心和閥門重心不同心,下垂,導致一、二級減溫水調節閥投自動時,由于動作特別頻繁,經常出現卡死,調節閥不能動作的現象,減溫水流量不能調節的問題,使得鎧裝熱電偶的一、二級減溫水調節系統失去控制功能,導致鎧裝熱電偶溫度不能得到有效控制。

三、改進措施

  (1)對屏式鎧裝熱電偶13塊損壞的隔板,更換為新隔板,然后對24塊隔板全部加裝三角形限位擋板,并進行加固處理。對隔板傾倒的2組的換熱管進行全部更換,以消除由于之前超溫已經老化的鋼管發生爆管的隱患。

  (2)確保鎧裝熱電偶溫度測點準確。制作12個固定管璧測溫點的熱電偶固定塊,孔徑為Φ6mm,安裝有夾緊熱電偶的螺絲,用以替換原來的8屏式鎧裝熱電偶壁溫和4個一級鎧裝熱電偶熱端出口壁溫的熱電偶固定塊。用6米或3米的熱電偶代替原來0.5米熱電偶。另外,對一級鎧裝熱電偶冷端進口、出口和熱段進口的8個蒸汽溫度測點全部更換為長熱電偶,把熱電偶的接線盒就近分別固定在鎧裝熱電偶平臺的東西兩側。用耐高溫補償導線代替普通補償導線,并更改線路走向,繞平臺外側走線,使補償導線遠離高溫區域。消除了由于鎧裝熱電偶溫度高,導致補償導線燒壞的隱患,達到隨時可以對鎧裝熱電偶溫度進行檢修的目的。鎧裝熱電偶多個溫度測點測量準確可靠,互為參考,實現崗位對鎧裝熱電偶日常運行狀態的準確分析和判斷,一旦出現溫度出現異常情況,可以及時做出調整。

  (3)一、二級減溫水4個調節閥進行移位改造;把閥門移位到水平直管段上,電動執行機構由水平安裝改為垂直安裝,解決了閥門和電動執行機構重心不同心,調節閥經常發生卡死的問題,實現減溫水調節閥可以投自動,鎧裝熱電偶不超溫的目的。

四、結語

  通過對1#鍋爐屏式鎧裝熱電偶進行隔板加固、壁溫和減溫水調節閥進行改造,然后在2#和3#鍋爐大修時,逐步進行同樣的改造。三年多來,鎧裝熱電偶沒有再發生爆管事故,為鍋爐安全穩定運行提供了有力保障。


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