王文涛，梁志刚

(1.华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州 310030；2.华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

“四管”受热面是火力发电厂的关键设备部件，根据相关文献统计，在锅炉运行的各类失效和事故中，受热面泄漏占比最高，达30%[1]，是造成火电机组强迫停运最主要的原因[2]。某电厂2号锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的HG-1025/17.5-YM36型亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉。2021年1月，省煤器发生泄漏，机组被迫停运。为查清泄漏原因，保证机组安全稳定运行，针对本次泄漏深入现场进行全面检查分析。

1 事故情况

1月8日，机组运行期间，四管泄漏报警系统发现第27点异音明显，现场检查发现尾部烟道左侧省煤器与包墙过热器附近存在轻微异音，但锅炉补水量无变化，经相关人员排查，无法确认是否发生泄漏，机组继续监视运行。运行4天后，异音明显加大，人孔门有水渗出，判断尾部烟道左侧第1组省煤器发生泄漏，向电网调度申请停机。为保障冬季供暖，省煤器持续泄漏12天，热水锅炉启动后，机组与系统解列。

投运至本次停机，该机组累计运行76 220 h，启动76次，进行2次A级检修，最近3次C修时间分别为2016年7月、2018年5月、2020年5月。省煤器采用顺列、逆流、非沸腾式、蛇形管布置，蛇形管由H型鳍片管和少量光管组成，管子材质为20G，规格为Φ42×5.5 mm，光管主要布置在管屏两端，两端光管上部布置阻流板，能有效防止光管受到烟气冲刷。本次泄漏处邻近的左侧包墙过热器管规格为Φ54×7 mm，泄漏点上方的低温水平过热器管规格为Φ57×7 mm，材质均为20G。

2 检查过程

现场检查发现尾部烟道标高35.5 m左数第1、2屏省煤器共计4根管子发生泄漏，泄漏样貌及相对位置见图1。对泄漏管进行检查可知：泄漏点A、B、C分别位于省煤器左数第1屏上数第1、2、3根管子偏向炉右侧，3处泄漏点附近母材均存在介质冲刷沟槽，泄漏口周围母材壁厚明显减薄；泄漏点D位于省煤器左数第2屏上数第1根管，具体为3处圆形漏点D1、D2，其位置正对第1屏A、B、C泄漏点。D1漏点位于鳍片焊缝熔合线处沿周向依次排列，该处焊肉存在与泄漏点尺寸匹配的明显介质吹损沟槽，焊肉边缘棱角分明，未有外来介质吹损、烟气严重磨损痕迹，发生泄漏的4根管子未见胀粗鼓包，外表面未见明显氧化、腐蚀等现象。

(a) (b)

(c) (d)图1 泄漏样貌及位置

割取泄漏管子对内壁进行外观质量检查，内壁表面未见明显氧化、腐蚀情况。省煤器管子上鳍片焊缝整圈等间距均匀布置，鳍片焊缝熔敷于管子表面属于非贯穿管子型结构。鳍片整圈焊缝中除连接鳍片外，剩余部分裸露在母材表面,泄漏及邻近管子鳍片焊缝存在不连续、弧坑等现象。3处圆形泄漏点位于焊缝熔合线邻近母材，观察管子内壁，3处泄漏点形状规则呈圆形，见图2。另外，管子外表面焊肉存在明显的介质吹损沟槽，焊肉棱角分明，可判断3个圆形漏点为介质由管内向外泄漏而非由其他管子的外来介质吹损所致。对邻近省煤器管子进行扩大检查，发现省煤器左数第2屏、第3屏的上数第1-4根管子左侧存在不同程度的介质吹损痕迹、壁厚减薄情况。

图2 漏点D内壁样貌

邻近其他管子未见介质吹损、烟气磨损、壁厚明显减薄等异常情况。第1-3屏省煤器150～250 mm长护瓦断裂缺失。在省煤器第2屏未脱落部分断裂处，护瓦翘起，断裂线平直，护瓦撕裂痕迹明显。泄漏点邻近其他位置管子护瓦完好，未见脱落、翘起、移位等异常情况。邻近的左侧包墙过热器管、泄漏点上方的低温水平过热器管未见介质吹损、冲刷减薄、烟气异常磨损等情况。

本次泄漏附近布置有长吹灰器，但本次泄漏点紧靠包墙过热器，处于吹灰器吹扫盲区，且现场检查未见较大磨损区域，可排除因吹灰器吹扫造成省煤器管子磨损减薄导致泄漏的可能。省煤器设计无温度测点，查看省煤器集箱处压力测点，运行期间未见超压情况。

3 设备检修情况

2019年至本次泄漏期间，省煤器历次防磨防爆检查情况为2019年5月26日—31日防磨防爆检查期间，发现省煤器下部入口集箱出口弯管159根管子磨损；2019年9月19日—9月23日机组停备期间，检查发现省煤器下部入口集箱出口弯管19根管子磨损；2020年5月12日—25日小修期间，检查发现省煤器下部左侧入口弯管上部2根磨损。以上3次检查发现的磨损管子不是本次发生泄漏及邻近位置，检查期间对磨损的管子进行了壁厚测量，并加装了防磨护瓦。2020年10月机组停备期间是本次泄漏前的最后1次防磨防爆检查，检查发现包含本次泄漏点在内的左数1、2、3、4屏，右侧1、2、3、4、5屏省煤器管存在烟气磨损情况。针对上述磨损管子进行壁厚测量，实测数值未见减薄超标，满足最小需要壁厚要求，并加装了护瓦处理。

4 原因分析

焊缝熔合线附近母材的3处圆形漏点中D1是第1泄漏点，D1漏点泄漏介质首先吹向自身管子防磨护瓦，介质方向在护瓦表面反弹吹向管子母材，壁厚不断减薄，直至不能满足强度要求形成泄漏点D2。与此同时，防磨护瓦在介质吹损下不断减薄、变形、移位，最终断裂脱落。泄漏介质在无护瓦影响下，吹向对侧正对第1屏上下布置的各管子护瓦及母材，使护瓦及母材不断减薄，护瓦断裂脱落，母材吹损减薄形成泄漏点A、B、C。第1屏管子泄漏的介质吹向炉右侧，造成第2、3屏停机。鳍片焊缝结构和微观组织不连续，焊接不规范，鳍片焊缝存在管子母材、护瓦损伤。介质互相吹损对侧管子母材及护瓦，损伤、泄漏不断扩大，机组存在咬边、损伤等缺陷，结构不连续造成应力集中，缺陷不断扩大，在熔合线附近母材发生泄漏是本次停机事故的主要原因。

5 防范措施

a.因鳍片省煤器管板固定及管排密集，短期无法更换泄漏管段，因此对本次泄漏、损伤及壁厚减薄超标的2根省煤器管暂时进行封堵处理，封堵位置为省煤器入口集箱出口管、省煤器出口集箱入口管。

b.对省煤器鳍片焊缝进行外观质量检查，必要时进行渗透、超声波等无损检测[3-4]。

c.进一步加强焊接技术监督管理，根据标准要求提高焊接环节的规范性、合规性[5-6]。

d.利用停机检修机会对泄漏损伤的管子进行更换，取消封堵装置，恢复管子原始设计。

e.以本次泄漏事故为警示，举一反三，对同类型锅炉省煤器管加大检查力度，提前消除隐患。

6 结语

鳍片焊接不规范，鳍片焊缝存在咬边、损伤等缺陷，在熔合线附近母材发生泄漏是造成本次停机的最主要原因。根据本次泄漏原因并结合机组实际，制定针对性防磨防爆检查方案，特别注意鳍片焊缝、护瓦等位置检查，对包括本次泄漏位置在内的易失效区域提高外观质量检查、壁厚及无损检测频次，并提高检查有效性。全面提高受热面技术监督质量，保证机组安全稳定运行。