1設備概況

河北華電石家莊熱電有限公司八期工程共安裝了4臺高溫高壓、單汽包、自然循環鍋爐,采用循環流化床燃燒方式，高溫分離物料、固態排渣、干式輸送、平衡通風、半露天布置。鍋爐型號：DG410/9.81-9型 CFB鍋爐（21—24號鍋爐）。鍋爐主要由1個膜式水冷壁爐膛、2臺汽冷式旋風分離器、自平衡 “J”型回料閥、冷渣器和尾部對流煙道組成。爐膛、旋風分離器和自平衡“J”型密封回料閥構成了高溫物料熱循環回路。尾部豎井煙道從上到下依次布置有高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器和空氣預熱器。

高溫過熱器采用臥式布置，蒸汽從鍋爐外的高溫過熱器進口聯箱的兩端引入，與煙氣呈逆向流動沖刷高溫過熱器管束后進入高溫過熱器出口集箱。高溫過熱器受熱面由雙繞蛇形管圈組成（共5個管圈），材質選用12Cr1MoVG/SA213-T91。最上部管 圈材質為SA213-T91, 鍋爐外管材質（與出口聯箱連 接的上升段及直管段部分）采用12Cr1MoVG，異形鋼焊口位于爐墻內100 mm處。

2存在問題

22號鍋爐運行中發現高溫過熱器爐外管（后側）有異音且有蒸汽冒出，經檢查為高溫過熱器爐外管泄漏。停爐后對該爐泄漏爆口和附近管子取樣 進行金相分析及拉伸試驗，發現爆口處及遠離爆口1 000 mm處金相組織珠光體球化嚴重，爆管及附近管子試樣抗拉強度均低于標準。高溫過熱器爐外管 12Cr1MoVG管段金屬組織運行老化導致組織性能下降。

為摸清同類型CFB鍋爐高溫過熱器爐外管老化程度，利用上半年21號、22號鍋爐檢修期間對2臺鍋爐 高溫過熱器進行擴大割管檢查，每臺鍋爐分別割5根 管段（爐外4根、爐內1根）進行檢驗及分析，檢驗結果表明：21號、22號鍋爐高溫過熱器爐外管材質（與出口聯箱連接的上升段及直管段部分）采用12Cr1MoVG 的，普遍存在較嚴重的金屬組織老化問題，該部位管段機械性能不合格。檢測數據詳見表1。

3原因分析

21—24號鍋爐系第一代CFB鍋爐，廠家設計時高溫段過熱器爐外管材質（與出口聯箱連接的上升 段及直管段部分）采用12Cr1MoVG，設計安全系數選擇偏低。第二代CFB鍋爐設計時高溫過熱器管束（爐外管）材質全部選用SA213-T91。

實際鍋爐運行中過熱器管束蒸汽流速存在偏差、管道受熱不均勻，局部存在超溫、過熱。由于測點較少對超溫部位不能有效監測不能有效監測。溫度偏高的管束長期運行導致珠光體球化嚴重、機械性能下降，管材組織老化失效。

21—24號CFB鍋爐承壓部件壽命設計10萬h，目前21—22號鍋爐運行小時累計達到8.7萬h，23—24號鍋爐運行小時累計達到9.1萬h，均已接近設計壽命。

4處理措施

為確保機組供熱安全，提高鍋爐運行可靠性，利用下半年鍋爐檢修機會，將21—24號鍋爐高溫過熱器爐外管段材質更換為SA213-T91。

a. 高溫段過熱器爐外管材質由12Cr1MoVG 更換為SA213-T91（見圖1 、2 ）。過熱器爐外散管 共有4種規格（圖紙中序號⑤⑥⑦⑧分別為66根）， 具體要求為過熱器鋼管采用材質：SA213-T91、12Cr1MoVG，規格均為：Φ 51 × 6 。高溫過熱器出口集箱不更換。水平直管段長，從后包墻中心線起。垂直管段高，從高溫過熱器出口聯箱管座下焊 口起+50 mm。所供散管異種鋼焊口（SA213-T91、12Cr1MoVG）位置，應在垂直管段上并靠近聯箱管 座（斷口位置滿足《鍋爐安全技術監察規程》的要求且避開彎管區域）。

b. 彎管的曲率半徑R應嚴格按照圖紙尺寸制作、驗收，驗收時使用等于該管內徑85%的鋼球或木球做通球實驗，以保證管路暢通無雜質。

c. SA213-T91管子在制造廠預埋穿墻管處密封套管（圓弧板材質12Cr1MoVG）以減少現場施工，防止出現施工缺陷。

d. 為防止超溫時不能及時監測，最上層部分管子廠內預埋壁溫測點預埋塊，單臺鍋爐18個點、均布，較原設計壁溫測點增加1倍。

e. 為保證焊接質量，SA213-T91焊口嚴格按照焊接工藝、焊口熱處理、金屬檢驗要求進行焊接，而且水壓試驗合格。

5實施效果

利用檢修機會對高溫過熱器爐外管實施改造，改造后徹底消除管材老化嚴重存在的隱患，維持鍋爐的安全運行，提高了鍋爐機組安全可靠性。

SA213-T91管子在制造廠預埋穿墻管處密封套管（圓弧板材質12Cr1MoVG）。其套管焊接由制造廠 完成，優化了過熱器爐外管現場安裝工藝，現場后包墻密封與套管焊接為同種材質（12Cr1MoVG），無需 進行熱處理，避免過熱器穿墻管處焊接應力，節約了安裝工期、提前5 d實施受熱面水壓試驗。

6結束語

22號鍋爐發生高溫過熱器爐外管（后側）泄漏后，利用檢修機會對同型鍋爐高溫過熱器及時割管擴大檢查范圍，進行金相、力學性能檢查，確定同型鍋爐高溫過熱器爐外管是否存在嚴重老化現象。及時編制了高溫過熱器爐外管改造可行性研究報告及優化改造方案，消除了機組安全隱患。DG410/9.81-9型CFB鍋爐高溫過熱器爐外管改造方案及效果，對該批CFB鍋爐改造具有參考價值。