再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理板材生产线
发布时间:2022-06-25 19:51:31
再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理
再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理 2011年12月02日 来源: 广东沙角A电厂一期3台200 MW机组,其再热蒸汽压力为2.2 MPa,出口温度540℃,流量573 t/h。在机组运行过程中,再热蒸汽母管曾多次发生泄漏,严重影响机组的安全运行。因此,分析其泄漏原因,并提出相应的预防及改进措施,对保证机组安全、稳定运行意义重大。
1 母管检查情况
炉顶再热蒸汽安全门及平衡小管布置如图1所示。平衡小管出口标高46 m,管座规格为?2×4.5;安全门连通管规格为?59×14(管座)、?33×13(管),材料12Cr1MoV;母管规格为?08×18,材质10CrMo910。
图1 再热蒸汽母管标高46m疏水管布置
A2号高温再热蒸汽母管位于平衡小低端管座下方(标高46 m)曾发生2次泄露事故,第1次是在甲侧平衡小管低端管座下方约100 mm处,泄漏点为一36 mm长的周向裂纹;第2次是在乙侧平衡小管低端管下方约130 mm处,泄漏点是一42 mm长的周向裂纹。对该两管段作UT,发现裂纹较多,且都分布在平衡小管座的正下方,裂纹大致平行,周向长度最大为60 mm。
针对A2号炉再热蒸汽母管泄漏事故,利用机组大修机会分别对A3号机组和A1号机组的再热母管平衡小管低端管座及附近母材(标高46 m)、电动主汽门前后疏水管管座及附近母材、导汽管管座及附近母材等进行了探伤检查,检查结果除再热母管发现裂纹外,其余部件未发现裂纹;两台炉的再热母管的裂纹数量均较A2号炉的少,且扩展深度也浅(5 mm深);而甲、乙两侧裂纹数不同,甲侧明显多于乙侧,扩展深度也稍高于乙侧。
2 裂纹性质
对A2号炉高温再热蒸汽母管第2次泄漏管段进行取样分析,试验分析结果如下:
(1) 裂纹属热疲劳裂纹,见图2、图3。机组运行中,因工况突然变化,平衡管中的饱和水回流,使再热蒸汽管道内壁的温度骤然降低,产生大的热应力;
(2) 随饱和水回流次数增加,管道内逐渐萌生裂纹和裂纹增大;
(3) 对疲劳裂纹扩展寿命和疲劳裂纹萌生寿命分别估算,得出总疲劳寿命约为5 000周次。
3 裂纹形成的原因
A2号炉乙侧再热蒸汽母管中裂纹带长278 mm,宽36 mm,由此可断定饱和水量较大,否则不可能形成如此宽的裂纹带。按再热母管约5 000周次的疲劳寿命计算,以平衡小管每排1次饱和水到再热蒸汽母管管壁上而引起母管发生疲劳为1周次,则A2号炉乙侧平衡管从投产至今约15 h向母管排1次饱和水,使母管产生1次热疲劳。显然,在机组运行中,这种情况很难出现,因为平衡小管管内有蒸汽流动,即平衡小管内不断有热量补充,管内蒸汽就很难形成饱和水。因此,饱和水应在平衡管受到冷却(保温不好)及机组启停时产生。综合分析认为裂纹的形成与下列因素有关。
图2 纵向剖面裂纹形态 (略)
图3 再热母管内壁裂纹形貌
(1) 安全门连通管的布置
表1为安全门连通管数据。如图1及表1所示,安全门连通管从再热母管引出后,需经5,6个弯头,约20 m的长度才到再热安全门;由于连通管中平衡小管长度较长、管径小及弯头数多,使连通管内的蒸汽流动不畅,在安全门关闭时,该连通管即相对成为死管;在机组启停时,如此长的管段其管内蒸汽极易受到管壁的冷却而形成饱和水;连通管越长,则热损失越大,越容易形成饱和水,而且形成饱和水量也就越多,由于A2号炉连通管比A1号炉的长,因此,A2号炉再热母管先发生泄漏。
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