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貴州某電廠1號機組C修鍋爐水冷壁高溫硫腐蝕情況的分析報告

貴州某發電公司1號機組C修調度批復42-26日,工期25天。413日,在鍋爐四管檢查檢修過程中,發現鍋爐水冷壁大面積高溫腐蝕,初步分析為高溫硫腐蝕,具體原因待進一步分析,腐蝕主體區域位于A層燃燒器與OFA2標高之間,具體情況匯報如下。

一、鍋爐概況

1.鍋爐及水冷壁設計制造情況。貴州某電廠4臺鍋爐均是上海鍋爐廠生產,為亞臨界、四角切圓、一次再熱、強制循環、π型布置、煤粉爐,鍋爐水冷壁管設計為Φ51×5.7mmSA-210C8條左旋線的內螺紋)。

2.機組投運時間1-4號機組分別于20086月、200812月、20106月、201010月投入運行。

3.1號機組鍋爐主要改造情況。投產至今,1號鍋爐主要改造項目有:脫硝裝置增設、后續脫硝超低排放改造(NOx排放50mg/Nm3;微油點火改造(涉及AB層燃燒器);低氮燃燒器改造(涉及全部燃燒器,燃燒器頂部增加2層輔助風);鍋爐空預器傳熱元件改造(大通道傳熱元件);再熱汽溫低問題處理改造(涉及墻式再熱器、屏式再熱器、屏式過熱器、低溫過熱器、省煤器)。

4.鍋爐設備存在的主要問題。煤質原低于校核煤種,總體煤質逐年下降,特別是2021年能源保供以來,平均煤質下降至3200-3300kCal/kg,受煤質影響,各種問題未有效根治。主要問題有:空預器堵塞沒有得到根治,仍然時有發生;脫硝催化劑磨損嚴重,因經營原因更換滯后;煙氣流速快,加劇受熱面磨損,每年大量更換防磨瓦,煙道內部支撐及均流板磨損嚴重;燃燒器噴口磨損速度大。

二、鍋爐水冷壁檢查情況

根據C修的項目策劃,鍋爐四管防磨防爆檢查涵蓋所有鍋爐四管,已完成了省煤器、過熱器、再熱器檢查工作,發現達到更換標準的12處已完成更換,防磨瓦磨損、脫落的全部完成更換和加裝。

水冷壁檢查過程中,發現位于燃燒器標高處的水冷壁處(A層燃燒器與OFA2標高之間),有大面積掛焦(鍋爐投產運行以來沒有發現類似問題),打磨發現水冷壁大面積腐蝕問題。

1.水冷壁檢查情況

水冷壁主體腐蝕區域位于A層燃燒器與OFA2標高之間,上層燃燼風標高以下區域,前墻、后墻、兩側墻出現不同程度的水冷壁結焦腐蝕,肉眼可明顯看出水冷壁腐蝕后表面積渣的痕跡。

1)大面積結焦檢查情況

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1爐后墻腐蝕區域

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2右墻腐蝕區域

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3爐前墻腐蝕區域

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4左墻腐蝕區域

結焦情況:1)鍋爐后墻大面積結焦,結焦高度從A層至OFA2標高區域,比較靠近3號角;2)鍋爐前墻結焦面積較小,結焦標高從OFA2至高位燃盡風層;3)左墻結焦面積較小,結焦標高從OFA2至高位燃盡風層;4)右墻結焦面積較小,結焦標高從OFA2至低位燃盡風層。(如上圖所示)

2)打磨測厚情況:

對爐前墻水冷壁進行檢查,水冷壁管道除焦后檢查發現管道有明顯的氧化現象(如下圖):

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打磨管道上氧化層后,管道呈藍色(如下圖),管道有氧化層,打磨對管道測厚,目前發現管道厚度最小為2.58mm;減薄超標管道有440根(管道壁厚≤4.8mm)。

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3)割管取樣檢查情況:對A側水冷壁結焦處取樣進行外觀檢查,水冷壁管道內部附有氧化皮;管道沒有飛灰、機械等磨損情況;將焦塊清除后發現管道呈青藍色,內部檢查管道減薄1mm;管道內部發現有氧化皮,氧化皮厚度1mm;說明管道發生了高溫氧化腐蝕。

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三、初步原因分析

綜合對焦塊取樣化學分析,腐蝕水冷壁管金相分析、元素分析、管道附著物電子掃描分析,結合宏觀檢查情況,科研院所專業人員溝通,具備典型的高溫硫腐蝕特征,初步分析為高溫硫腐蝕導致,各分項分析如下。

1.對管道焦塊取樣進行分析(化學專業分析數據)

管道焦塊下附灰分析表

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             管道上焦塊分析表

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對管道上垢樣進行分析,該垢樣為主要為灰;對焦塊進行分析,焦塊為煤、灰的混合物。

2.對腐蝕區域金屬組織觀察:(球化3級,在正常范圍內)

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3.對焦塊金屬元素光譜分析:

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4.對管道附著物電子掃描分析:

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四、原因分析及處理工作情況

1.外送檢驗。電話咨詢電科院鍋爐、金屬專業專家,初步分析為具有典型高溫硫腐蝕特征,已將水冷壁樣管送至電科院,具體分析結果本周完成。聯系東北院,因疫情原因將水冷壁樣管送至西北院,分析結果與西北院聯系盡快完成。

2.詳細原因分析工作情況。將現場檢查情況、照片、測厚數據、運行數據等資料發至東北所,初步溝通具有典型高溫硫腐蝕特征,詳細原因待進一步分析。將與東北所專業人員聯系,跟蹤原因分析工作,盡快完成,制定2-4號機組運行調整措施,1號機組水冷壁處理措施。

3.更換管材聯系情況。目前已找到2200m水冷壁管材,缺口約4200m,由于檢修時間緊,目前缺口大,正在多方聯系水冷壁管材。

4.施工隊伍組織情況。隊伍已聯系,由鍋爐等級檢修隊伍組織人員,人員正在協調中,陸續到現場。

五、下一步工作計劃

1.組織制定2-4號機組運行措施,保證脫硝排放不超標、安全穩定運行前提下,提升燃燒器區域氧量,降低燃燒器區域還原性氣體生成量,確保運行機組安全。

2.聯系東北所盡快完成原因分析、制定防范措施,根據分析報告制定1號機組水冷壁管處理措施。

3.盡最大努力聯系更換水冷壁管材料,制定施工計劃,組織施工隊伍盡快完成更換。

4.分析2-4號機組鍋爐運行參數,制定2-4號機組水冷壁檢查計劃,協調電網公司汛期停運檢查。