0 引言
某厂5号锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发设计、制造的超临界350MW锅炉。末级过热器由位于折焰角上部的一组悬吊蛇形管组成，沿炉左右方向布置有22片管屏，每片管屏由17根管子并联绕制而成。末级过热器设计材质为SA-213TP347H/SA-213T91，设计规格有Φ44.5×8.5mm/Φ44.5×9mm。本次发生泄漏的部位材质为SA-213T91，规格为Φ44.5×8.5mm。
1 事件经过
2021年6月14日2:00:00运行人员查看锅炉燃烧情况，听到炉内有异响，就地检查发现5号锅炉本体IK10号吹灰器旁边有明显的泄漏声，通知运行人员查看DCS系统画面，未发现“炉管泄漏装置报警”信号，随后值长前往电子间查看，发现“炉管泄漏装置报警”画面有一处报警信号，值长立即汇报相关领导。领导同意后，机组负荷降至150MW运行，主汽压力11.1MPa。
7:00:44锅炉MFT，汽机跳闸，机组解列。
2 现场检查
2.1 现场泄漏情况
机组冷却后进入炉内对末级过热器泄漏区域进行进一步检查，经确认5号炉末级过热器B侧向A侧第12排炉前至炉后方向入口段第9根管发生泄漏（标高58900mm上方）。管段泄漏后在高压蒸汽反作用力下冲击至末级过热器出口处第8排与水冷壁悬吊管第20根位置处，爆口泄漏的蒸汽吹扫至高温再热器区域，将高温再热器19-1、20-1、20-2吹损减薄至泄漏，其余区域吹损排查情况见本报告扩大检查部分。
对泄漏管段进行割管检查，第9根泄漏末级过热器管无明显冲刷减薄痕迹，爆口呈喇叭口形，爆口边缘较为锋利；爆管位置胀粗明显，爆口沿纵向撕裂，爆口最宽处约115mm，爆口的内壁表面光洁；管壁厚度沿圆周方向至爆口边缘均匀减薄，在高压蒸汽反作用力冲击下折弯90°，呈现出良好的塑性，爆口形貌呈现典型的短时过热爆管特征。
2.2 扩大检查情况
1）图纸查阅
查看末级过热器图纸，泄漏管段为第9根，位于连接管正下方，蒸汽易携带异物掉落至此位置，集箱管座有Φ17mm节流孔圈，易发生堵塞情况。
2）光谱检测
现场对爆口附近管段材质进行光谱检测，泄漏管段设计材质为SA-213T91，经光谱核查主要成分符合ASME SA-213标准规定的T91材质成分要求，与设计相符，材质无异常。
3）周边高温过热器管宏观检查
现场对原始爆口所在的第12屏的其它管子和12屏左右相邻两侧的3屏末级过热器管外表面进行宏观检查，未发现明显过热形貌特征。
末级过热器第12屏第12-9根、12-10、12-11根本次进行了割管检查，12-10、12-11内壁氧化皮脱落情况不明显，现场敲击不易脱落，附着力较强。
综上分析，第12屏第9根管子存在明显过热现象，周围其它管子无明显过热特征。
4）壁厚、外径测量
现场对12屏第9根管子的原始爆口附近管段进行了壁厚和外径检测（规格Φ44.5×8.5mm），泄漏管段存在较为明显的涨粗现象。因泄漏管段在炉内吹扫范围大，对末级过热器出口管段、水冷壁悬吊管、高温再热器入口管段等部位均进行了壁厚测量，经壁厚测量，发现末级过热器出口段吹损减薄。
5）超温等其它情况检查
检查发现本次泄漏点位置未设置壁温测点，该部位其它末级过热器管未发现明显胀粗，本次过热器爆口管段标高布置有吹灰器，但启机过程中吹灰器未投运，且检修记录显示本次泄漏点管壁之前不存在减薄情况，故排除吹损减薄导致泄漏可能。
6）启机吹管情况
启机过程进行氧化皮吹扫，控制参数为：主蒸汽压力4.0～5.0MPa，主汽温度控制300～350℃，再热蒸汽压力0.3～0.8MPa，再热温度300～350℃，反复吹扫10~12次，因末级过热器入口联箱节流孔圈孔径仅17mm，吹扫过程可能将其他区域异物随气流携带至节流孔圈处造成堵塞。
2.3 检修情况
5号机组2014年1月投运，运行时间月49000小时，于2016年进行了首次大修。2016年7月大修时，对末级过热器下弯头内窥镜抽查未发现氧化皮脱落堆积现象。2020年5月小修过程中对末级过热器22屏每屏17根共计374根管子下弯头进行了氧化皮堆积检测，射线拍片复核4根，氧化皮堆积情况轻微，未进行割管清理。
2021年5月季节性小修，对末级过热器22屏每屏17根共计374根管子下弯头进行氧化皮堆积检测，射线拍片复核221根，共计割管清理89根，割管清理部分管段氧化皮堆积较严重，最严重堆积堵管率达80%，检修时本次泄漏管段检测正常，未进行清理。
2021年6月机组停机对末级过热器22屏每屏17根共计374根管子下弯头进行氧化皮堆积检测，射线拍片复核100根，共计割管清理3根，最严重堆积堵管率约40%。
3 原因分析
通过泄漏管样形貌分析可确认为短时过热爆管，结合机组上次检修氧化皮检测情况，个别管段下弯头堆积情况较严重，均已清理，机组启动期间氧化皮大量剥落几率较小。为减少介质的热偏差，过热器入口集箱布置了两种孔径的节流孔圈，入口集箱的一侧区域的孔径仅17mm，易堵塞异物。泄漏管段为第9根，位于连接管正下方，当蒸汽流动时携带的异物易沿连接管掉落入口集箱内，故连接管对应的集箱管排是异物堵塞的主要部位。现场排查未找到杜塞异物原因为末级过热器短时超温爆管后蒸汽在爆口处大量逸出，将堵塞异物冲出。
4 暴露的主要问题
1）机组检修期间未对集箱进行内窥镜清洁度检查。
2）依锅炉累积运行小时数及管材属性，未能精细化控制减温水投运量。
3）高过、高再壁温测点较少，不能准确监测壁温超温情况，影响运行及时采取相关措施。
5 防范措施
1）在检修过程中，局部或部分更换受热面时，在严格执行施工工艺、保证焊接质量的前提下，应采取简便、有效的措施，防止异物落入管子中。
2）对有节流圈的管子和集箱应采用内窥镜检查和无损检验相配合的方法进行检查，重点检查有无异物堵塞、节流圈有无变形、移位和脱落等。
3）对受热面氧化皮堆积含量进行定期检测或拍片检查，及时清理管内的氧化皮；或者通过升级材质、管内喷丸等方法，杜绝过量氧化皮的产生。
4）依据5号锅炉累计运行小时数与受热面管壁内部氧化皮生成规律，建议在高过、高再位置增加壁温测点，确保管壁超温及时发现，并采取有效措施。
5）按运行规程规定要求停炉冷却，禁止强制冷却。
参考文献
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