11号机组水冷壁爆管原因分析及措施

11号机组水冷壁爆管原因分析及措施

汪斑斑

广东粤电韶关发电厂有限公司

一、事件经过

2022年1月10日01:01:20，#11机组减负荷至223MW,炉膛压力由-76Pa突升至+679.74Pa，检查给水流量669.7t/h,主蒸汽流量627.8t/h，凝汽器水位724mm，除氧器水位2237mm，汽包水位59.79mm，未有相关报警，初步判断炉膛掉焦引起负压波动。

01:01:38，监盘人员发现给水流量较蒸汽流量大约100t/h，且仍在异常增加现象，炉膛正压下降缓慢，检查炉管泄漏光子牌未报警。01:02:35，给水流量达800t/h，蒸汽流量612.7t/h，给水流量较蒸汽流量大188t/h，凝汽器水位下降较快，全开凝汽器水位调整门和凝汽器旁路补水电动门，并启动凝结水补水泵补水，初步怀疑水冷壁泄漏，立即派巡检巡查#11炉本体。

01:06，为维持汽包水位正常，凝汽器水位下降至640mm，且下降速度较快。01:10，机组降负荷至144MW，就地检查发现燃烧平台B侧水冷壁处有异响及蒸汽冒出。报中调#11机炉膛确认有漏。1:41 #11机打闸，锅炉手动MFT。

1月12日17:50开人孔检查确认水冷壁后墙B3吹灰孔向炉右数第6、7根炉管被蒸汽吹损减薄泄漏。

二、检查情况

1、现场检查

1月12日17:50开人孔检查，确认水冷壁后墙B3（PLC显示编号IR30吹灰器）吹灰孔向炉右数第6根管存在泄漏，泄漏点标高32.5米。安排搭架，13日14:23架台搭设至泄漏口处，可见水冷壁后墙B3吹灰孔向炉右数第6、7根管子存在泄漏口，且从第4至第22根管减薄位置与吹灰器孔呈直线，具体见图1。泄漏管规格：鳍片管φ76×9，材质SA-210C，理论最小壁厚：7.8mm。

检查吹灰孔套管干净、无结焦积灰；吹灰器大小联动齿轮有磨损未到打滑程度，连接杆销子未脱落。

2、泄漏口宏观检查

从B3吹灰器孔中心线向炉右数第4至22根管子被蒸汽吹损明显，其中第6、7根炉管减薄泄漏。第7根管泄漏口①（原始泄漏口）长13mm、宽最大处6mm，泄漏口处可见明显吹损减薄痕迹，爆口边缘尖锐，测量管子无胀粗变化。第6根管第1个泄漏口②（原始泄漏口）长95mm、宽最大处14mm，泄漏口处可见明显吹损减薄痕迹，爆口边缘尖锐，测量管子无胀粗变化；第2个泄漏口③为φ3mm小孔，泄漏口边缘及下方可见不平整凹坑。其余管道均有明显吹损减薄，测厚小于7.8mm超标，现场检查吹灰器已退至原位。

图1炉管吹损（箭头表示蒸汽吹扫方向）                  图2泄漏管

3、泄漏报警装置检查

检查11号机组炉管泄漏装置现场探头及信号回路正常，进一步检查11号机组炉管泄漏装置主机，发现通道检测主板有两个电阻烧坏，该主板功能是信号检测及报警输出。

三、原因分析

水冷壁短吹原设计分2层布置，前后墙各8台，左右墙各2台，共40台，2020年4月A修低氮燃尽风改造，取消前后墙下层共计16台吹灰器。吹灰器工作流程：吹灰器启动枪管前进到位后，机械连杆打开提升阀吹灰，吹灰时枪管开始旋转，枪管旋转一周后限位开关动作，吹灰器开始退出，同时机械连杆关闭提升阀。

因11号机组吹灰系统采用PLC控制，2005年随机组投产，系统采用施耐德Premium TSX57系列，不具备查询报警、过载等历史记录功能，只能对泄漏管、吹灰器进行检查分析。

1.泄漏管分析

从外观看，第4至第22根管减薄位置与吹灰器孔中心呈直线，方向炉后向炉前看10时位置，判断B3吹灰器进入炉膛吹灰时，吹灰器喷口在10时的位置停止旋转形成定吹，直接吹损水冷壁管导致泄漏。

泄漏管宏观检查，第7根管泄漏口①、第6根管泄漏口②吹损方向一致，应当为吹灰蒸汽吹蚀泄漏，且第7根管泄漏口①应当为第一个泄漏口。若第6根管泄漏口②先泄漏，泄漏出的水汽应当阻挡吹灰蒸汽，最后第7根管应当不会出现泄漏。

且8日14:11分，11号机组除盐水补水量偏大，检查发现11号炉脱硝蒸汽吹灰电动门内漏严重，9日09:30分，检修开票处理好内漏缺陷，9日10:50分，11号机组补水量仍偏大，全面检查机炉外疏水门，主给水门后疏水电动门、一次手动门及连排至定排电动门\除氧器事故放水电动门共3路内漏，需停炉处理。事后分析判断此时补水量偏大的原因可能为第7根管泄漏口①已泄漏，但补水量增加较少。因炉管泄漏报警系统此时主板电阻可能已烧坏，未能显示光字牌泄漏报警信号。

查询锅炉吹灰减压站调节阀后压力曲线，最后一次吹灰系统吹灰时间为9日17:30-22:28，分析认为吹灰蒸汽继续吹损第6根管减薄至一定程度，10日01:01第6根管泄漏口②沿轴向撕裂泄漏，因泄漏口较大，出现炉膛压力由-76Pa至+679Pa突升，给水流量较蒸汽流量大约100t/h的异常现象。

第7根管泄漏口①泄漏出的水汽如图2箭头所示吹蚀第6根管，造成泄漏口③位置形成凹坑直至减薄泄漏。

2.吹灰器分析

本次爆管判断为B3吹灰器进入炉膛吹灰时，吹灰器喷口在10时的位置停止旋转形成定吹，直接吹损水冷壁管导致泄漏。

经了解，12月29日二值吹灰结束后，跟吹人员发现炉膛B3（IR30吹灰器）短吹灰器未退到位，经现场检查为后驱动销磨损造成卡枪，且反馈信号传动杆穿销断裂，电机空转远程接收虚假信号，实际吹灰器已停顿在炉内造成定吹，后经检修人员处理好后再次投运正常。由于穿销断裂，吹灰枪控制画面实际接收到的是假信号，跟吹人员未能及时从控制画面发现卡枪故障并到现场处理，等锅炉全套吹灰程序完成后，跟吹人员全面检查时才发现炉膛B3吹灰器卡枪故障。吹灰枪定吹状态，造成对炉膛B3吹灰器定吹区域的严重吹损减薄。之后吹灰过程中，吹灰蒸汽对该区域继续吹损，管减薄至一定程度最终导致爆管。

四、暴露问题

1. 设备检修人员吹灰跟吹维护不到位，未及时发现吹灰枪卡涩异常现象。
2. 吹灰管理不规范，吹灰过程中出现问题运行记录不齐，现场检修记录不齐。
3. 炉管泄漏装置定期测试、维护不到位，通道检测主板烧坏未及时发现更换，导致无泄漏报警信号。
4. PLC相关历史记录不完善，不便于设备运行状态跟踪。

五、预防性措施及建议

1. 更换吹损严重的后墙B3吹灰孔向炉右数第4-22根管，对水冷壁四面墙吹灰区域炉管检查，未发现有明显减薄情况。
2. 冷态试运11号机组24台短吹，消除设备缺陷；扩大检查其他3台机组所有吹灰器状态。
3. 更换11号机组炉管泄漏装置主机通道检测主板，扩大检查其他3台机组炉管泄漏装置主机内卡件正常，后续定期测试四台机组炉管泄漏装置。
4. 完善吹灰管理措施，制定公司级吹灰管理制度，明确运行、检修、设备、技术监督管理要求，加强吹灰管理，尤其是跟吹管理，及时对炉膛吹灰器进行检查确认吹灰器是否退到位，做好日常运行和检修维护记录。
5. 吹灰器控制系统完善，增加部分重要信号历史记录，便于追溯。

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