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