深度调峰两年，水冷壁泄漏！脱硝入口烟温....

设备简况：

#4机组600兆瓦锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造，锅炉型号HG-1795/26.15-YM1型，超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、单炉膛、低NOX主燃烧器分级燃烧技术和MACT型低NOx分级送风燃烧系统、反向切园燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热。锅炉采用平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构，设计煤种为山西晋北烟煤，于2007年10月投产。

锅炉设计工况下最大连续蒸发量1795吨/小时，过热器蒸汽出口温度为605摄氏度，再热器蒸汽出口温度为603摄氏度，给水温度291摄氏度。

锅炉炉膛由垂直管膜式水冷壁构成，炉膛上、下部均采用垂直管屏，上下部水冷壁之间设有混合集箱。炉膛上部布置屏式过热器，沿烟气流程方向分别设置二级过热器（前屏）和三级过热器（后屏），折焰角上方布置有四级过热器（高过）。在水平烟道处布置了垂直二级再热器（高温再热器）。尾部竖井由中隔墙分隔成前后两个烟道。前烟道布置水平一级再热器（低温再热器）和省煤器。后烟道布置水平一级过热器（低温过热器）和省煤器。炉膛四周为全焊接式膜式水冷壁，由上部、下部垂直上升水冷壁组成，中间由过渡水冷壁和混合联箱转换连接。螺旋水冷壁全部采用四头、螺纹导角30°的内螺纹管，共1584根，规格φ28.6×6.4mm，材料为15CrMoG。

停炉前工况：

02月22日19时00分，#4机组负荷400MW，总燃料量235t/h，给水量1137t/h，主汽压力20.8Mpa，主汽温度603℃，再热汽温602℃，水冷壁出口联箱温度410℃，磨煤机运行方式为B、C、D、E、F磨运行。炉膛“四管漏泄报警”系统未见异常，锅炉补水量无明显变化。

事件经过及处理：

2月22日，19:00 #4机组集控巡检员对#4锅炉进行例行巡检，行至七楼半时（水冷壁中间联箱下部），发现前墙左拐角A-A风燃烧器下部保温处有水汽飘出，无泄漏声音，就近排查发现泄漏介质为水蒸汽，温枪实测温度90℃，少量蒸汽凝结掉落，检查漏汽点周围无其它疏水及吹灰管道，初步怀水冷壁外漏，立即汇报值长。通知检修检查处理，汇报部门领导。21:50 配合检修扒保温查看泄漏点，减负荷至150MW稳定机组负荷，主汽压8.53MPa，检修扒保温后，确认AA风燃烧器对应的前墙从左向右数第8根水冷壁管外部漏泄，漏泄位置为水冷壁弯管与水冷壁鳍片的接缝处，漏点纵向长度约20mm。

2月23日20:00，请示省调同意，锅炉手动MFT，汇报公司生产值班室。24日晚23时许，锅炉自然通风冷却具备抢修条件，水冷壁管漏泄区域已无余汽冒出，实测管壁温度降至50℃后，检修部第一时间开展抢修作业，对漏泄处水冷壁管进行切割，并将漏点处上下水冷壁管子向炉外弯出，最后对已配置好的新水冷壁弯管进行焊接。25日凌晨3时30分，焊口射线探伤合格，5时25分，换管处水冷壁鳍片密封完成，13:04，锅炉上水， 23:00锅炉点火， 2月26日08:31，机组恢复并网。

原因分析：

外观原因分析：

1．本次水冷壁漏泄为外漏，肉眼可见为纵向因鳍片拉裂造成水冷壁管出现裂纹，锅炉A-A风燃烧器区域水冷壁正处于整个燃烧器的上方，漏泄管子（Φ28.6*6.4mm、15CrMoG、内螺纹管）为AA风燃烧器对应的前墙从左向右数第8根水冷壁管，外观检查管子表面无涨粗，无横向裂纹等现象，排除漏泄管子是由于超温原因造成。

2．漏泄点位于管子右半侧，管子与鳍片之间存在一道纵向裂纹，测得裂纹总长约8cm，其中约6m长度未延伸至母材，2cm长度已经延伸至母材，形成最终的漏泄，因此从外观分析漏点是由于鳍片拉裂，裂纹延伸至母材形成。

根本原因分析：

1．漏泄管子处于AA风燃烧器对应区域，管子为大角度变向立体折弯管，在锅炉热负荷变化时，此区域的水冷壁管处于前墙做左侧区域，管排膨胀量最大，且由于外部几何形状极不规则将产生应力集中，在机组正常的启动、停运和变负荷时此区域产生的集中应力不足以将鳍片拉裂，而近两年来4号机组大幅度参与深度调峰工作，锅炉变负荷率由原来的1%（6千）上调到2%（9千），锅炉负荷大范围周期性的快速变化，相应地水冷壁等受热面壁温随之改变剧烈，AA风燃烧器区域水冷壁管在本身已经膨胀量最大且受到集中应力作用的情况下，将发生应力骤增现象，最终将鳍片拉裂，裂纹延伸至母材造成漏泄。

2．深度调峰期间，需要保证脱硝入口烟温不低于300℃，采取的控制策略是采用上排磨煤机组合方式，减少下炉膛吸热，增加上炉膛吸热，这导致炉膛水冷壁热疲劳点上移。处于最高热负荷区域服役的水冷壁管及鳍片，在机组负荷变动时，在交变应力和热应力的共同作用下，该处水冷壁鳍片管及有可能率先产生裂纹。

3．机组在高负荷下运行时，能够保证水冷壁内介质的正常流速进而保证介质对水冷壁管的足够冷却能力。而机组在深度调峰时，锅炉的煤和水均控制在非常低的水平，水冷壁系统压力维持在8-9Mpa的水平，水动力偏弱，锅炉过热度在由深度调峰时极易出现波动、水动力偏弱问题可能造成水冷壁漏泄。

综上所述，造成此次漏泄的根本原因分析为：4号机组大幅度参与深度调峰工作，AA风燃烧器区域水冷壁管排膨胀了最大且在本身已经受到集中应力作用的情况下，再次发生应力骤增现象，最终将鳍片拉裂，裂纹延伸至母材造成漏泄。

暴露问题：

1．厂内存煤煤质较差，入炉煤质水分、灰分较高，不利于锅炉燃烧控制调整，给锅炉设备安全稳定运行造成较大影响。

2．锅炉本体设备运行可靠性需要进一步提高。

3．由于机组经常深度调峰，对锅炉水冷壁造成一定影响。

4．对机组参与深度调峰工作时引起锅炉燃烧工况变化和负荷率变化所带来的负面影响评估不足。

防范措施：

1．调整厂内存煤结构，适量增加高热值煤存量，及时调整混配煤方案，加强运行燃烧调整，保证锅炉设备运行工况相对稳定。

2．加强水冷壁温度变化率控制，进一步优化机组协调及infit控制方式，保证机组深调期间，水冷壁及过热度温度变化幅度在允许范围内。

3．运行及检修维护人员加强锅炉巡检工作，提高巡检质量，发现问题及时联系确认处理。

4．利用检修机会全面做好防磨防爆工作，加强锅炉受热面缺陷隐患检查力度，编制排查详单，严格予以落实。

5．检查中加强锅炉本体受热面外表面检查，对温度、应力变化频繁部位拆除锅炉外部保温层进行详细排查，并结合以往锅炉漏泄检修记录有针对性的进行外部检查，消除缺陷隐患。

6．重新评估机组参与深度调峰工作时对锅炉水冷壁等受热面产生的负面影响，并根据评估结果，优化深度调峰运行参数。