超高压循环流化床锅炉水冷壁管垢下腐蚀 引发氢损伤爆管原因分析治理（二）
3爆管原因综合分析
#1、2锅炉水冷壁爆管样爆口呈窗口型式，爆口边缘壁厚减薄很小，呈厚唇型脆性开裂特征；管样均未见明显管径胀粗与壁厚减薄；管样无损伤部位基体的组织为铁素体+珠光体，珠光体形态明显，未见过热迹象；管样基体硬度值正常；管样内壁附着垢层，垢层厚而坚硬，垢层下方可见明显垢下腐蚀；1-1管样爆口处、1-2管样内壁存在大量的沿晶微裂纹，且大部分沿晶裂纹时封闭的，裂纹附近可见脱碳现象。从上述特征可以判断，#1、2锅炉水冷壁爆管是垢下腐蚀引发的氢损伤爆管。
另一方面#1、2炉部分水冷壁管样爆管开裂部位主裂纹始于管样内壁，主要沿着焊缝熔合线开裂；主裂纹为沿晶裂纹；主裂纹附近存在大量沿晶微裂纹；裂纹附近存在脱碳现象；开裂部位焊缝组织正常，未见气孔、夹杂等焊接缺陷；开裂部位焊缝与母材的硬度值均满足标准要求。从上述特征可以判断，#1、2炉水冷壁对接焊缝部位开裂泄露是垢下腐蚀引发的氢损伤导致的。
当水冷壁管中由于某种原因发生积垢时，附着的夹杂在垢层处浓缩并促使腐蚀发生，从而使管壁发生垢下腐蚀。当氢原子在积垢内积蓄浓缩时4，在较高温度和压力下，氢原子被吸附在管内壁金属表面，并沿晶界向金属内部扩散，与钢中向晶界扩散的碳或碳化合物进行反应，生产CH4,并导致脱碳。CH4在晶粒间不断聚集并产生极大的内应力，导致晶间开裂，形成微裂纹，随着氢损伤的进一步发展，微裂纹不断增长并连接形成大裂纹，最后造成管子脆性断裂而爆管。
对于存在焊缝的管子来说，由于焊缝的内壁突出，介质的流通面积在焊缝处发生变化，这样就导致焊缝部位易于积垢，本次#1、2锅炉索取管样在对接焊缝区域管样内壁沿圆周方向均有垢层附着或垢层脱落痕迹；对于焊管下部来说，由于介质自下往上流动，此处介质流动受阻，易于在焊缝内壁突出的下端根部形成“死区”，该部位因流动受阻、蒸发产生的气泡积聚导致局部温度较高，继而结垢和腐蚀加剧最后产生氢损伤；另由于对接焊缝熔合线附近的晶粒粗大，相对于母材金属来说，氢在此处扩散的路径大大缩短，进而造成相同的运行条件下，熔合线附近易于开裂。
通过上述综合分析，#1、2锅炉水冷壁爆管与开裂均是由于垢下腐蚀引发的氢损伤造成的。
4垢下腐蚀引发的氢损伤原因综合分析：
针对华亭发电公司2台机组在运行中连续发生水冷壁垢下腐蚀引发氢损伤多次爆管事假，我们分别从公司管理、原始系统设计，技术监督、小指标竞赛、锅炉运行工况、水质、仪表检测、炉内处理方式等方面进行了全面分析，主要如下；
4.1管理方面：
公司管理存在诸多问题，职责不健全，对技术监督不重视，一味追求小指标竞赛，人员的使用及部分人员工作积极性不高。而一味追求小指标竞赛，造成锅炉排污及补水极不正常，表现在每个值在运行中少排污，少补水，机组停运中不保养，机组启动前、后不按汽水规范导则要求执行等。
4.2系统设计、运行操作存在问题及需采取的措施
4.2.1系统设计问题
序号 | 存在问题 | 采取措施 | 备注 |
1 | 华亭公司空冷机组，系统设计中将低压加热器换热管设计为黄铜管，造成给水的PH按（蒸汽动力设备水汽质量监督导则有铜系统控制时，由于PH较低，造成空冷岛碳设备的腐蚀速率较大） | （1）低加进行改造，更换低加钢管未不锈钢管，低加未改造前机组运行中给水调整PH控制在9.1~9.3之间运行 （2）改造后按火力发电厂及蒸汽动力设备水汽质量监督导则GB/T12145-2008标准执行，调整汽水监督控制标准PH在9.2~9.6之间运行。 | |
2 | 凝结水处理为管式过滤器除铁，由于目前水汽PH控制较低，空冷岛碳钢设备腐蚀较大，凝结水的铁含量应该比较高，管式过滤器的除铁效果有限，以减小凝结水的铁含量。 | 凝结水系统增加强磁除铁过滤器 | |
3 | 氢，联氨加入点设计存在问题
| 在凝结水泵入口或出口增加一路氨和联氨加要管路，以进一步减少低压加热器铜管的腐蚀 | |
4 | 凝结水精处理除铁过滤器未按要求定时进行冲洗 | 按要求定时进行冲洗，纳入常态运行机制，要求根据运行状况在负荷低时冲洗一次。 | |
5 | 关口在线表（PH、DD）、台式表（铜、铁。PH、DD、硅表）检测维护不到位 | 对关口在线表，台式表进行维修、校验，无法修复时更换 | |
6 | 水汽查定记录不全，检测仪表存在问题，人员及需培训，需补充有技术力量的人员到实验室工作岗位 | 规范定期工作，加强培训力度，人员及需培训，需补充有技术力量的人员到实验室工作岗位担任工作 | |
7 | 大小修监督不到位 | 及时规范大小修监督管理制度 | |
8 | 化学药品未及时检测 | 及时规范化学监督。落实到人、到责 | |
9 | 公司小指标竞赛存在诸多问题 | 小指标竞赛中运行人员只顾指标。不考虑其他事项（如降低补水、减少排污、加强监督） | |
10 | 机炉停运未及时实施保养 | 及时实施保养 | |
11 | 空冷系统停运未及时实施保养 | 及时实施保养 | |
12 | 机炉启动时未严格按照汽水品质要求实施 | 严格按照汽水品质要求实施 | |
13 | 在线仪表及化学监督台式仪表维护、校验存在盲区 | 定时进行检测、校验 | |
14 | 未对汽水系统查定 | 对汽水系统查定 | |
15 | 运行处理存在一定问题 | 优化运行处理 |
4.2.2汽水取样在仪表存在的问题
序号 | 存在问题 | 采取措施 | 备注 |
1 | 化学在仪表和台式仪表检测误差较大，运行无法准确参考热力系统水汽监督品质的教育 | 按火电厂在线化学仪表检验规程DL/T677-2009实施 | |
2 | 机炉停运后在仪表电极等检测原件未实施保养，机炉启动后对电极等检测原件未及时进行标定 | ||
3 | 在线仪表交换柱运行维护不到位，无备用交换柱，机炉停运后交换柱未进行保养，交换柱失败后再生存在诸多问题，未严格按再生程序进行 | 按火电厂在线化学仪表检测规程DL/T677-2009实施，机炉停运后对交换柱进行保养，并纳入日常管理工作 | |
4 | 微机监控装置损坏，无法完成数据采集、CRT数据表格和系统显示，实时曲线显示，历史曲线查询、事故追忆及诊断、超限和故障报警及信号传递、打印制表等。 | 配置、修复微机监控装置 | |
5 | 除盐水冷却水装置的水质存在盲区，发电部位将其纳入正常的运行监督范围内，导致各取样冷却器内取样管泄露时，无法监督。造成水质监督失控。 | 纳入正常的运行监督范围内 | |
6 | 仪表检测室内环境较差，室内温度高，影响仪表检测的准确性 | 对仪表检测室内进行改造，创造仪表运行的良好环境 | |
7 | 给水加氨自动未投运：由汽水取样系统给水管路上PH表送出去的4~20mA模拟信号与加氨泵联锁实现自动控制 | 完善设备、系统实现自动控制 | |
8 | 给水加联氨自动未投运，由汽水取样系统给水管路上流量计送出的4~20mA模拟信号与加联氨泵联锁实现自动控制。 | 完善设备、系统实现自动控制 |
4.2.3锅炉补给水处理存在的问题
序号 | 存在问题 | 采取措施 | 备注 |
1 | 水处理除盐水箱存在二次污染，除盐水经除盐水箱长时间储存后，缓冲性极小的高纯水极易受空气中二氧化碳氧和灰尘等二次污染，使机组的补给水电导率在0.5uS/cm以上。空气中的二氧化碳进入除盐水后立即形成各种含碳化合物（H2CO3、HCO3-、CO3）除盐水中 的这些含碳化合物非常难以清除，即使使向水中加入氨等碱性物质将PH值提高，但只是将二氧化碳转化成(NH4)CO2,等含碳酸根的化合物，并没有清除这些融入的二氧化碳，当除盐水进入热力系统后，仍会使热力设备遭受腐蚀，造成水中Fe、Cu等含量居高的原因之一。 | (1)对除盐水箱实施有效密封。（2）减少除盐水在除盐水箱的停留时间 |