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(fā)電公司1號機組C修調度批復4月2-26日,工期25天。4月13日,在鍋爐四管檢查檢修過程中,發(fā)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(qū)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(huán)、π型布置、煤粉爐,鍋爐水冷壁管設計為Φ51×5.7mm(SA-210C,8條左旋線的內螺紋)。
2.機組投運時間。1-4號機組分別于2008年6月、2008年12月、2010年6月、2010年10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(xù)脫硝超低排放改造(NOx排放50mg/Nm3);微油點火改造(涉及A、B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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)現類似問題),打磨發(fā)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(qū)域位于A層燃燒器與OFA2標高之間,上層燃燼風標高以下區(qū)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
圖1爐后墻腐蝕區(qū)域
圖2右墻腐蝕區(qū)域
圖3爐前墻腐蝕區(qū)域
圖4左墻腐蝕區(qū)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(qū)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(fā)現管道有明顯的氧化現象(如下圖):
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(fā)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)。
(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(fā)現管道呈青藍色,內部檢查管道減薄1mm;管道內部發(fā)現有氧化皮,氧化皮厚度1mm;說明管道發(fā)生了高溫氧化腐蝕。
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(yè)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(yè)分析數據)
管道焦塊下附灰分析表
管道上焦塊分析表
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(qū)域金屬組織觀察:(球化3級,在正常范圍內)
3.對焦塊金屬元素光譜分析:
4.對管道附著物電子掃描分析:
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(yè)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(fā)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(yè)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(xù)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(wěn)定運行前提下,提升燃燒器區(qū)域氧量,降低燃燒器區(qū)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。