1、概況
    大唐盤山發電有限責任公司2×600 MW機組HG - 2023/17.6 - YM4鍋爐為采用美國CE公司技術制造的亞臨界中間再熱強制循環爐，采用直吹式制粉系統，四角切圓燃燒。過熱器采用兩級噴水減濕，第1級噴水減溫裝設于低溫過熱器至分隔屏過熱器人口聯箱的大直徑連接管上；第2級噴水減溫器共2套，分別裝設于后屏過熱器至末級過熱器的左右側大直徑連接管上。減溫器采用笛型管式，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
    在2006年機組小修時打開左側二級減溫器連接管，檢查發現減溫器已經斷為3節，其中l節進入末級過熱器入口聯箱中。
2、減溫器斷裂原因分析
    (1)為保護過熱器管壁不超溫，需要頻繁調節減溫水量，而減溫水量的變化必然引起減溫水引進管、噴霧管壁溫的變化。當減溫水流量達最大時，壁溫接近于減溫水溫度；當減溫水流量為零時，壁溫接近于蒸汽介質溫度。減溫水溫度為178℃，設計Ⅱ級噴水減溫器蒸汽介質溫度為522℃。減溫水引進管、噴霧管的壁溫變化在(178～522)℃之間，溫差較大，易產生熱應力。
    (2)減溫器由入口管座、人口管及噴霧管3部分構成，而且采用3點定位，即頂端與外管之間采用密封焊，底部用頂絲固定，中間部位加工成凸臺與外套管構成另一個定位點，以防止減溫器的振動。從本次損壞的減溫器斷口截面來看，減溫器人口管座與入口管存在明顯的未焊透，此隱患是導致減溫器斷裂的直接原因。
    (3)減溫器的中間定位點間隙比較大，減溫器在高頻振動的作用下，易在管座焊縫缺陷處發生斷裂。
    (4)噴霧管與入口管的連接焊口為異種鋼焊接，即入口管為12CrIMoV，屬于珠光體鋼，而噴霧管為ICr18Ni9Ti，屬于奧氏體鋼，這兩種鋼焊接時存在著較大的弊端：1）焊接時，奧氏體焊縫金屬與珠光體母材金屬之間存在一個窄的低塑性帶，寬度一般為(o．2～0.6)mm，其化學成分與組織不同于焊縫，其存在嚴重降低了接頭的沖擊韌性；2）奧氏體與珠光體鋼的接頭在高溫條件下工作時，其熔合區附近會發生碳的擴散，使碳化物形成元素含量低的珠光體鋼一側產生脫碳層，而在相鄰的奧氏體焊縫一側產生增碳層。脫碳層由珠光體變成鐵素體，晶粒長大而軟化，增碳層的碳與鉻形成碳化鉻析出而硬化；3）奧氏體鋼的熱膨脹系數約比珠光體鋼大30%。這種鋼接頭在運行過程中將產生較大的熱應力，易造成異種鋼接頭破壞。
3、改進措施
    (1)建議將噴霧管的材質由lCr18Ni9Ti改為12CrIMoV，以降低因膨脹系數不同而產生的熱應力，提高減溫器整體的抗疲勞性。
    (2)為了最大限度的降低溫差產生的應力，建議在保證強度的前提下，盡可能減少壁厚。同時，也可以采用高溫加熱器后給水作為減溫水，此方法可提高減溫水溫度90℃，使材料使用壽命約提高一倍。
    (3)減溫器在安裝時，應保證各部間隙在規定的范圍內，減溫器在使用前，應對各焊縫進行無損探傷檢查。鑒于二級減溫器斷裂的嚴重性，每次檢查時應割開減溫器的連接管用內窺進行檢查。同時，在運行時應加強對減溫水管系的檢查，以避免出現高頻振動。
    (4)選用高鎳合金的焊條，以減少熔合區脆性交界層的寬度。此外，為減少熱應力，可采用線膨脹系數與珠光體鋼較接近的鎳基焊條或采用過渡層。


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