第１期
２０ｌ９年１月
锅炉制造
ＢＯＩＬＥＲ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ
Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０ｌ９
某电厂６６０ ＭＷ超超临界锅炉螺旋
水冷壁超温事故分析
周文建
（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００４６）
摘要：某超超临界锅炉启动初期螺旋管水冷壁超温。割管检查，发现超温管子焊缝内壁存在焊瘤，焊瘤的节
流作用使管子内介质流量减少，导致管子超温停炉。
关键词：超超临界锅炉；水冷壁；超温；节流
中图分类号：ＴＫ２２９．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ＣＮ２３—１２４９（２０１９）０ｌ一００３３—０１
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｗａｌｌ ｉｎ
ａ ６６０ ＭＷ Ｕｌｔｒａ——Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｂｉｏｌｅｒ
Ｚｈｏｕ Ｗｅｎｊｉａｎ
（Ｈａｒｂｉｎ Ｂｏｉｌｅｒ Ｃｏ．，ｈｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １５００４６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｏｆ ａ ｓｕｐｅｒ Ｕｌｔｒａ—Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｂｏｉｌｅｒ，ｗａｔｅｒ ｗａｌｌ ｗａｓ ｏｖｅｒｈｅａｔｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ Ｏ－
ｖｅｒｈｅａｔｅｄ ｔｕｂｅ ａ ｗｅｌｄ ｂｅａｄｉｎｇ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅ Ｏｒｉｆｉｃｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｄ ｂｅａｄｉｎｇ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｅｄｉｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｂｅ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｕｌｔｒａ—Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｂｉｏｌｅｒ；Ｗａｔｅｒ Ｗａｌｌ；Ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ；Ｏｒｉｆｉｃｉｎｇ
ｌ 事故概况
某电厂６６０ＭＷ超超临界锅炉，炉膛下部水
冷壁采用光管螺旋管圈方式，上部炉膛的水冷壁
为垂直管圈，螺旋管圈出口报警温度４４５℃。启 动升负荷阶段锅炉由湿态转干态运行，炉左侧螺 旋水冷壁出口从炉前数第６９根管出现超温现象， 瞬时水冷壁温度达到５１２￣Ｃ，且有继续上升趋势， 遂停炉检查。停炉后割管使用内窥镜排查，发现 下集箱出口工地焊口位置的存在焊瘤。将焊口返 修完毕再次启动，此前超温的管子壁温恢复到报 警温度以下，判定工地焊口位置的焊接缺陷导致 管子超温停炉。 ２ 原因分析 启动初期水冷壁处于临界压力以下运行，机 组带１５０ＭＷ～２００ＭＷ负荷，此时在主蒸汽压力 为约为１０ＭＰａ，水冷壁的工质为饱和状态的汽水 混合物，水冷壁管壁冷却良好，分离器温度稳定在 ３００￣Ｃ左右，除左侧墙６９号管比其他管子温度高 ７０℃外，其余所有管子壁温均为对应压力下的饱 和温度。除６９号管外流量分配正常合理，该６９
号管局部异常，出现流量偏小的情况，导致管子冷
却能力下降，壁温升高的情况。
在湿态转化为干态的过程中，此工况处于度
膨胀工况，流动不稳定，汽水混合物在该阶段转化
为过热蒸汽，比如急剧增加，导致管子阻力增加，
流量减少，同时换热系数下降，因此该过程会出现
短期壁温升高的趋势。当全部工质由汽水混合物
转化为过热蒸汽时，随着给水流量的提高，水冷壁
的质量流速会进一步提高，强化换热，导致管子壁
温过渡为正常值，该区域持续时间与热负荷、给水
流量等有关，一般不超过２／Ｊ＇，Ｎ，Ｉ。
［下转第４９页］
收稿日期：２０１８—１０一ｌ０
作者简介：周文建（１９８４一），男，工程师，现从事电站锅炉安装技术指导工作。
第１期 工磊：耐硫酸露点腐蚀０９ＣｒＣｕＳｂ钢管焊接工艺研究 。４９·
２．２焊接接头组织结构
焊接接头金相分析，取宏观金相试样符合要
求，未发现裂纹及其他焊接缺陷，同时对焊接后的
接头取微观试样，进行了金相显微组织分析。
０９ＣｒＣｕＳｂ钢管母材主要包括铁素体＋珠光体（Ｆ
＋Ｐ）组织，焊缝主要包括贝氏体＋铁素体（Ｂ＋
Ｆ）组织，热影响区主要包括铁素体＋珠光体＋贝
氏体（Ｆ＋Ｐ＋Ｂ）组织。焊缝和热影响 均未发现
组织异常及显微裂纹等缺陷。
２．３焊接接头性能分析
对焊接接头进行力学性能测试，结果表明焊
接接头的抗强度、弯曲性能和硬度均满足要求，详
表５
表５焊接接头的力学性能
３ 结论
０９ＣｒＣｕＳｂ钢是作为耐硫酸露点腐蚀用钢，其
焊接性能及理化性能指标以及加工性能完全满足
锅炉设计、制造及生产使用需要。通过选用与母
材相匹配的焊丝，采用手工氩弧焊方法焊接
０９ＣｒＣｕＳｂ小口径钢管，焊前不预热、焊后不热处
理，选用合理的焊接工艺参数，可以获得组织和性
能指标均符合要求的无缺陷优良焊接接头。
参考文献
［１］ 王欣欣，高义民，李匡，等．稀土钇对０９ＣｒＣｕＳｂ合
金耐硫酸腐蚀性能的影响［Ｊ］．西安交通大学学
报，２０１３．４７（３）：６９—７４．
［２］ 秦华，胡传顺，崔勇．ＮＤ钢高温氧化性能的研究
［Ｊ］．化工机械，２００６．３３（５）：２８０—２８１．
［３］ 陈祝年．焊接丁程师手册［Ｍ］．机械Ｔ业出版社，
２００２．９３４．
［上接第３３页］
湿态转化为干态时，工质侧的变化不是同步
的，根据各管吸热的差别，受热较强的管子会先转
化为干态，随着过热度的进一步提升全部管子会 转化为干态。因此出现左侧墙５３、６９、７１、７３、７７ 等个别管子ｍ现壁温升高的情况说明该区域管子 率先转化为十态，其余管子仍然处于汽水混合物 的状态，此时左侧墙６９号管温度接近５１２￣Ｃ。 初步分析６９号管存在节流，导致管子流动阻 力增加，冷却Ｔ质流量减小，最终触发管子 口壁 温高报警。将超温管子割开后使用内窥镜检查整 个管系及上下集箱，在左侧墙６９管子对应的下集 箱出口管接头位置发现焊口内部的焊瘤，进一步 验证并确定了上述判断。 ６９号水冷壁管规格４Ｐ３８ Ｘ ７．３，现场根据标 准对存在焊瘤焊口进行通球试验，标准钢球可以 顺利通过，但由于同样位置其它焊口无焊瘤，此焊 瘤位置又位于下集箱出口处，加剧了焊瘤节流作 用，导致分配到此管的介质流量远小于其它管子， 引起超温事故。 ３ 结论 从以上分析可以看出，左侧墙６９号管子的壁
温升高属于不正常运行情况，其余相邻管子的壁
温升高均属于转态过程中热负荷高区域先转化的
正常情况，且从转态前的稳定运行工况来看，除
６９号管子外其它管子流量分配均正常。因此只
需要解决６９根管内焊缝处的焊瘤问题，其他管子
不需要特殊处理，６９号管恢复后即可进行锅炉启
动。
单根水冷壁壁温报警的原因是左侧墙６９号
管焊缝内壁存在焊瘤，节流导致管子流动阻力增
加，冷却工质流量减小，最终触发管子出口壁温高
报警。也给我们的焊接人员及质检人员警示，在
坡Ｕ制备及组对、管口焊接、质量检验中加强自检
及专检，保证焊口内壁的成型，避免焊口内壁焊瘤
节流导致的管子过热超温。