李祥苓

摘? 要： 某熱電公司9FB級(jí)二拖一900MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在調(diào)試階段發(fā)生了高壓主汽取樣管斷裂脫落進(jìn)入高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)濾網(wǎng)前的情況，對(duì)濾網(wǎng)造成損壞，針對(duì)事故原因，采取了更換取樣管及在焊接中加大焊接過(guò)渡圓弧的措施，確保了機(jī)組安全。

關(guān)鍵詞：900MW 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán) 取樣管 濾網(wǎng)

前言

某熱電公司9FB級(jí)二拖一900MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組是國(guó)內(nèi)最大單機(jī)容量燃?xì)鈾C(jī)組之一。三大主機(jī)分別為哈爾濱汽輪機(jī)公司自主研發(fā)的首臺(tái)三壓、再熱、雙缸LNCB320/155-13.02/0.5/565/565型汽輪機(jī)、美國(guó)GE公司進(jìn)口的GE9371FB.03型重型燃機(jī)、上海鍋爐廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的9F級(jí)聯(lián)合循環(huán)三壓系統(tǒng)余熱SG-329.7（47.0）（27.4）/13.31（2.98）（0.52）-Q8103型鍋爐。該機(jī)組在采暖季發(fā)電能力約804.15 MW，供熱能力約650.6MW，效率約87.87％；非采暖季發(fā)電能力約900MW，效率約59.01％。汽輪發(fā)電機(jī)組通過(guò)在高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子之間設(shè)計(jì)SSS離合器，高中壓缸與低壓缸間通過(guò)SSS離合器可以實(shí)現(xiàn)解列或并列，能實(shí)現(xiàn)純凝、抽凝、背壓三種運(yùn)行模式，具備極限供熱能力。

1．事故簡(jiǎn)況

2019年1月20日1時(shí)50分，某熱電公司9FB級(jí)二拖一900MW機(jī)組聯(lián)調(diào)階段，汽機(jī)發(fā)電機(jī)負(fù)荷145MW、主汽溫度563℃、主汽壓力6.75Mpa、主汽流量約326t/h工況下，汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)突發(fā)不規(guī)律的、清脆的金屬碰撞聲音；20日14時(shí)，#2燃機(jī)退出解汽后，機(jī)組進(jìn)入一拖一運(yùn)行模式，汽機(jī)發(fā)電機(jī)負(fù)荷60MW、主汽溫度522℃、主汽壓力4.27MPa、主汽流量169t/h，汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)異音消失，研究分析為異物脫落對(duì)濾網(wǎng)造成撞擊，需停機(jī)對(duì)閥門(mén)解體檢查處理，1月29日通過(guò)傳真與哈汽公司確認(rèn)在缸溫193度及以下可以解體調(diào)門(mén)，閥門(mén)于1月30日解體，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)2根長(zhǎng)約142mm、直徑約27mm金屬異物（如圖1），#1高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)濾網(wǎng)被撞擊破損（如圖2）需返廠處理。

2．原因分析

高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)濾網(wǎng)前異物取出后經(jīng)光譜分析為1Cr18Ni9材質(zhì)，確認(rèn)為鍋爐側(cè)高壓主汽蒸汽取樣管脫落隨蒸汽進(jìn)入#1高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)濾網(wǎng)前，在高壓蒸汽作用下對(duì)濾網(wǎng)產(chǎn)生撞擊，造成濾網(wǎng)損傷。

2．1取樣管設(shè)計(jì)存在應(yīng)力集中

上海鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的SG-329.7（47.0）（27.4）/13.31（2.98）（0.62）-Q8103型鍋爐高壓主汽取樣管非通徑設(shè)計(jì)，而是變徑設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖3），插入主蒸汽管道部分與管道外的部分在直徑上存在差異，在焊接中不僅會(huì)造成熱傳導(dǎo)上的細(xì)微偏差，在受外力作用時(shí)，也會(huì)使取樣管受力集中在取樣管制造變徑位置，而斷裂脫落的取樣管的斷口恰恰發(fā)生在變徑處。

2．2取樣管安裝焊接存在薄弱部位

對(duì)斷裂脫落的取樣管殘存在外壁的部分進(jìn)行取樣分析，其焊接金屬存在輕微氣孔和細(xì)小裂紋，而未發(fā)生斷裂的取樣管焊接部位在使用角磨機(jī)取下后未發(fā)現(xiàn)氣孔和裂紋，說(shuō)明焊接工藝和熱處理工藝存在薄弱因素。

2．3取樣管在機(jī)組吹管過(guò)程中受蒸汽中的異物沖擊

某熱電公司2臺(tái)余熱鍋爐取樣管無(wú)論在外形設(shè)計(jì)還是在安裝焊接過(guò)程中都是執(zhí)行的相同數(shù)據(jù)，對(duì)比插入主蒸汽管道內(nèi)的部分，斷裂脫落的#1余熱鍋爐主蒸汽取樣管（見(jiàn)圖1）表面密布被沖擊的顆粒狀疤痕、坑點(diǎn)，而未發(fā)生斷裂脫落的#2余熱鍋爐主蒸汽取樣管表面光潔無(wú)疤痕、坑點(diǎn)（見(jiàn)圖4）。說(shuō)明#1余熱鍋爐主蒸汽取樣管在吹管或者余熱鍋爐運(yùn)行初期，蒸汽中夾帶了大量的顆粒狀硬物，在高速氣流的夾帶下沖擊取樣管表面，造成被沖擊的取樣管部分產(chǎn)生順氣流方向的彎曲應(yīng)力，使取樣管與主蒸汽管道聯(lián)接的焊接部位產(chǎn)生一個(gè)大的切向力，當(dāng)焊接部位無(wú)法抵御取樣管被沖擊的切向力時(shí)產(chǎn)生裂紋，發(fā)生斷裂。發(fā)生不同程度彎曲、斷裂脫落的取樣管足以證明其在主汽管道內(nèi)受到了高于潔凈蒸汽沖刷的力，未斷裂脫落的取樣管不僅表面無(wú)明顯疤痕，且垂直無(wú)彎曲，說(shuō)明無(wú)夾帶異物的潔凈主蒸汽對(duì)取樣管無(wú)法形成破壞，主蒸汽夾帶的異物沖擊是取樣管產(chǎn)生斷裂脫落的外在因素。

3．采取措施

某熱電公司對(duì)受損的汽輪機(jī)高壓主汽門(mén)濾網(wǎng)進(jìn)行返廠更換，濾網(wǎng)鉚釘錨固焊接后進(jìn)行熱處理。對(duì)#1余熱鍋爐斷裂脫落的取樣管進(jìn)行切割拆除，更換新的取樣管，并加強(qiáng)焊接，增大堆焊面積及過(guò)渡圓弧，對(duì)#2余熱鍋爐未發(fā)生斷裂的取樣管按事故處理，重新更換，以確保機(jī)組安全。為避免應(yīng)力集中，提高取樣管的可靠性，建議鍋爐制造公司今后設(shè)計(jì)蒸汽取樣管改變徑為同徑。

4. 結(jié)束語(yǔ)

某熱電公司對(duì)發(fā)生事故的余熱鍋爐取樣管及未發(fā)生事故的余熱鍋爐取樣管重新更換，在更換時(shí)增加焊接面積及過(guò)渡圓弧，機(jī)組啟動(dòng)順利度過(guò)168，未再次發(fā)生類似事故。