600MW后烟道包墙过热器变形原因分析

600MW后烟道包墙过热器变形原因分析 一、概况 该锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的亚临界燃煤汽包锅炉，型号为HG-2028/17.45-YM7,于 2005年1月投产运行。 2006年5月2机组小修时己发现后烟道包墙过热器存在变形。 2006年3月1机组第一次小修时发现后烟道左右侧包墙过热器存在变形。 后烟道包墙过热器材质为20G,规格为e57X7 mm；其小前包墙过热器121根，左 右侧包墙过热器各110根。 在2007年3月的2机组第一次大修中，对后烟道包墙过热器变形情况进行了全面检查 和分析，累计运行时间1.5万小时，发现左右包墙过热器和前包墙过热器存在变形现象，后 包墙过热器无变形现象。 二、检验项目及结果 1. 左侧包墙过热器检查情况 从前包墙过热器往炉后数，第1・2根，变形呈双波浪形，下波浪向炉内弯曲变形，在 标高58.8m处，为最大变形部位，内凹高度为50mm；上波浪向炉外弯曲变形，在标高61.5m 处，为最大变形部位，内凹高度为90mm,照片1。 照片1前包墙图左与低过之间图右左侧包墙过热器变形情况 从后包墙过热器往炉前数，第24・43根，变形呈单波浪形，波浪向炉外弯曲变形，在标 高61.5m处，为最大变形部位，内凹高度为33mm。 从前包墙过热器往炉前数，末级过热器部位的侧包墙过热器也存在较严重的弯曲变形。 综上所述，左侧包墙过热器都存在程度不同的弯曲变形现象。 2. 右侧包墙过热器检查情况 从前包墙过热器往炉后数，第1・22根，变形呈双波浪形，下波浪向炉内弯曲变形，在 标高58.8m处，为最大变形部位，内凹高度为30mm；上波浪向炉外弯曲变形，在标高61.5m 处，为最大变形部位，内凹高度为75mm,照片2。 照片2 低过（图右）后部位右侧包墙过热器变形情况 从后包墙过热器往炉前数，第28-50根，变形呈单波浪形，波浪向炉外弯曲变形，在标 高61.8m处，为最大变形部位，内凹高度为20mm。 从前包墙过热器往炉前数，末级过热器部位的右侧包墙过热器也存在较严重的弯曲变 形。 右侧包墙过热器炉外保温波纹板发生变形，照片30 V-U1.. 齧gw 照片3右侧包墙过热器炉外保温波形板变形情况 综上所述，右侧包墙过热器都存在程度不同的弯曲变形现象。 3前包墙过热器 从炉左往炉右数，第25・48根发生向炉后的弯曲变形，变形最大处位于标M 61.8m,最 大内凹为140mm,照片4；其它管均发生炉前的弯曲变形，照片5,变形最大处位于标高 61.8m,第1・24根最大内凹为52mm,第49・89根,最大内凹为53mm,第90-121根，最大 内凹为30mmo 照片4前包墙过热器向炉后弯曲变形情况 照片5前包墙过热器向炉前弯曲变形情况（图右为炉前） 4. 包墙过热器炉外刚性梁变形情况（冷态） 折焰角区包墙过热器处的垂直刚性梁处比炉后高，左侧前后相差30mm,右侧前后相差 5mmo 另外，1炉相同部位，也成前高后低，左侧前后相差14mm,右侧前后相差37mm。 在标高57m,对折焰角区包墙过热器处的垂直刚性梁上位移痕迹进行测量，右侧为 82mm,左侧为87mm,照片6。理论计算值应为94mmo 照片6右侧垂直刚性梁上位移痕迹 冷态条件下，对折焰角区包墙过热器处的垂直刚性梁连接装置进行检查测量，连接板销 轴为内（炉墙处）高外低，照片7,左右侧销轴中心线垂直距离均为90mmo 照片7 2炉右侧垂直刚性梁连接板（标高55.33m） 另外，对运行中的1炉相同部位也进行检查测量。连接板销轴也为内（炉墙处）高外 低 左侧销轴中心线垂直距离为52mm,右侧销轴中心线垂直距离为37mm0 5. 壁厚及胀粗测量 对包墙过热器管变形最大部位处的壁厚测量，前包墙抽查13根，左包墙抽查2根，右 包墙抽查4根，壁厚为6.8・7.3mm。 对前包墙过热器管进行管径胀粗测量，抽查了 11根，管径为57.0-57.2mmc 6. 温度与压力情况 包墙过热器没有管壁测点，运行数据表明，末过和末再的温度测点温度正常。运行中未 发现尾部烟温和炉膛压力异常。 三、分析及结论 1. 在冷态条件下，炉外刚性梁发生纵向变形，未发现刚性梁横向明显变形，表明炉外 刚性梁受到纵向应力作用而发生变形。 从2炉包墙过热器和炉外刚性梁的变形形态，运行中烟温和炉膛压力以及该部位的结 构（空间大）不具备二次燃烧或爆燃的条件来分析，可以排除横向外力（二次燃烧、爆燃） 的原因。 2. 对2炉包墙过热器管进行宏观检查，未发现管子表而颜色和表而氧化层异常，进行 的厚度测量和管径胀粗测量结果符合要求，表明2炉包墙过热器弯曲变形不是由于温度异 常引起的。 3. 包墙过热器变形的形态，既有双波浪型（前部），又有单波浪型（后部）；前包墙过 热器既有向炉前的弯曲变形，又有向炉后的弯曲变形；弯曲变形形态呈单向性；且最大弯曲 变形发生在低过上平而与顶棚的中部，具有膨胀受阻变形的特征。 4. 包墙过热器变形最严重的部位在炉内是前包墙过热器向后，至立式低过对应的部 位；在炉外是立式工字梁附近。 前包墙过热器变形最严重的部位是从炉左往炉右数第25・48根，位于锅炉的左侧，最 大内凹为140mm。 从受力来分析，变形最严重的部位也就是应力最大部位，也即膨胀受阻点。 5. 根据折焰角区包墙过热器处的垂直刚性梁连接装置设计图纸（图号5513.941）的要 求，连接板销轴为内（炉墙处）高外低，销轴中心线垂直距离为109mm, 2炉本次大修小 检查测量结果表明，连接板销轴中心线垂直距离不符合设计要求，原因为包墙过热器膨胀变 形所致。 理论上，在热态状况下，由于锅炉向下膨胀，折焰角区包墙过热器处的垂直刚性梁连接 装置连接板销轴中心线应该接近于水平，而1炉运行状态下，销轴中心线垂直距离相差较 大，左侧相差达52mm,几乎与设计值偏差一半，如果不考虑安装异常的彫响，表明存在严 重的膨胀受阻现象。 根据检查分析，该锅炉包墙过热器弯曲变形的原因为膨胀受阻，影响了正常的膨胀变形 而造成的。包墙过热器变形最严重的部位，也就是应力最大部位，也即膨胀受阻点，在炉内 是前包墙过热器向后，至立式低过对应的部位；在炉外是折焰角区包墙过热器处的垂直刚性 梁附近。由于2006年5月小修中己发现弯曲变形情况，而小修后到本次大修这段时间内是 否继续加剧，无数据说明，但至少说明在去年小修之前就已发生。 四、建议及处理措施 1. 建议对在本次大修中对包墙过热器的结构和安装进行综合分析，对膨胀受阻重点部 位采取措施，消除膨胀受阻因索。 2. 建议增加1、2炉的膨胀测点，进行冷热态测量，棠握冷热态的膨胀数据，为进一 步的分析提供依据。 3. 全而检查弯曲变形管的薄弱部位的损伤情况，发现问题及时进行处理，保证机组的 安全。 4. 根据锅炉检修规程，对严重变形的包墙过热器应进行处理或整形。 5. 根据对变形的包墙过热器进行宏观检查、壁厚测量和管径胀粗测量结果，未发现异 常，从金属材料方而分析，如果变形不再发展，这些