導致新月沙丘光熱電站熔鹽泄露事故的七個原因分析
發布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 11603查看 | 2016-12-06 21:22:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：全球裝機最大的已建成熔鹽塔電站新月沙丘電站最近發生了一起小規模的熔鹽罐熔鹽泄露事故，導致該電站自今年10月份晚期即脫網停運，預計到明年一月份方可恢復正常運行。排除SolarReserve所稱的12月份為計劃內檢修期，該電站因此事故至少導致11月一個整月無法發電。
除了對儲熱罐進行維修帶來的經濟損失外，更大的損失在于電站停運導致的售電收入損失。據最新數據，該電站在今年9月份的月發電量達到30514MWh，該項目的PPA簽約電價為0.135美元/kWh，據此粗略估算，停運一個月造成的售電收入損失約在400萬美元左右。
由此來看，熔鹽泄露事故對在運行電站造成的經濟損失不可小覷。而據了解，漏鹽事故在光熱發電項目特別是熔鹽塔電站中發生的可能性較大，全球首個商業化的熔鹽塔電站Gemasolar電站據稱也發生過類似事故。那么，對國內即將展開的光熱示范項目建設而言，如何盡最大可能地避免此類事故發生？首先我們需要搞明白的是什么原因會導致儲罐漏鹽事故。
在CSPPLAZA今日的微信話題討論中，多位行業熱心人士分享了他們對該起事故發生原因的看法。CSPPLAZA對此進行了進一步的歸納總結和完善，據行業人士反饋，共計可能有七個方面的原因導致儲罐漏鹽事故，包括焊接過程中的溫度和質量把控問題、罐體應力、焊后未進行消除應力熱處理、罐體鋼材的腐蝕問題、焊縫無損檢測比例較低、鹽罐尺寸過大等等。
由于新月沙丘電站的開發商并未對外公布具體的泄漏細節，國內行業人士也僅僅是從自己的專業角度出發，對此問題進行分析解讀，僅供參考。
一、焊接的工藝質量問題？
“我認為此次的焊縫泄漏可能與施工方沒有嚴格按照焊接工藝控制焊接過程中的溫度有關。不同的材料，焊接工藝溫度也不一樣，而這一溫度取決于罐體的材料，焊劑，坡口等?！盀I特爾閥流體控制公司大中華區產品銷售經理于曉華說。
除焊接溫度外，山東電力建設第三工程公司某行業人士指出，還可能是由于鋼板較厚，且坡口尺寸不標準，焊接過程中未焊透造成的。另外，可能在使用自動焊機過程中，未做好防風措施。
煙臺歐潤機電技術服務有限公司的王軍補充稱，“焊接方面的問題還包括焊接前的焊口清洗沒到位、焊接氣體保護沒做好、焊后應力消除沒做好、焊后探傷沒做好等?！?/div>
二、罐體內部巨大應力造成泄露？
不少行業人士認為，主因是儲熱罐體內部溫差大導致應力集中造成的。造成罐內應力問題的可能原因是熔鹽鹽溫度出現波動，造成應力裂紋，在一定冷熱交變下裂紋撕裂等。
“焊縫是罐體中最薄弱的地方，最易應力集中的地方。并且罐體大，應該設置熱態分析及溫度監控點，保證均勻受熱，應力才不會集中出現。”于曉華表示。
三、焊劑材料耐腐蝕程度不夠？
此次的儲罐焊縫出現問題，焊劑材料耐腐蝕程度也是一個值得考量的因素。因此為防止類似的問題出現，有專家建議可適當提高焊料的耐腐蝕規格或添加耐腐蝕成分。
但王軍認為，這一說法并不適用于新月沙丘電站。因為根據開發商的說法，此次的泄漏的規模很小，如果是焊料的耐腐蝕度不足，那么應該是大面積的開裂了。因此，從長遠來看，罐體表面尤其是焊縫位置應該做一下酸洗鈍化處理為好。
四、熔鹽腐蝕罐體鋼材導致漏鹽？
北京百富麗科技有限公司的佟光華指出，融鹽的熱脹冷縮會給材料造成的壓力，從而突破鋼材的晶格，對儲罐造成腐蝕。
而何遠之卻猜測，此處焊縫泄漏，并不是由于腐蝕造成的。“對于大直徑熔鹽罐，我個人比較擔心的是大直徑高溫差下的罐體膨脹問題，罐底在基礎上滑動膨脹量較大，如果結構上出現局部卡滯，例如加熱器等內件膨脹方向與罐底膨脹方向不同步，或者配管應力計算時，對罐體直徑的膨脹量考慮不足，則有可能引起焊縫撕裂。（熔鹽罐的大管線在頂部，管道應力可能不是這次的原因）”
五、焊后消除應力（熱處理）工作未做到位？
于曉華認為，對于這種大型容器，使用的較厚鋼板應做焊后熱處理，以消除應力。并且，其它與罐體相焊接的設備管線等，也應做焊后熱處理。所以推測，此次漏鹽很可能與此有關。
但碧海舟（北京）節能環保裝備有限公司的何遠之對此持不同看法，他表示，大型儲罐，物料進/出口、儀表口、罐底檢修人孔等，會集中布置在幾塊罐壁板上。大型油罐的壁板是低合金鋼板，這幾塊帶管口/檢修孔的壁板是要進行焊后消除應力熱處理的，熱處理是在工廠的熱處理爐內進行，通常不會有熱處理瑕疵。
對于低合金罐，設計時會調整罐體尺寸，使得設計的壁板厚度小于需要焊后熱處理的厚度。而奧氏體不銹鋼一般不進行焊后消除應力熱處理。并且以熔鹽罐的體量和現場施工條件，焊縫也不可能現場進行固溶處理或穩定化處理。
熔鹽罐的操作溫度高達560℃，已經達到了降低加熱條件的焊后消除應力熱處理溫度，使用中會自然地消除焊接應力。
因此，何遠之認為不是焊后消除應力（熱處理）沒做好的問題。
六、儲罐的焊縫無損檢測比例較低？
大型儲罐的焊縫無損檢測比例較低一直是一個潛在的問題，如果沒有做到100%無損檢測，則可能會留下隱患。江蘇太陽寶董事長殷建平指出的三點原因之一也包括，焊接檢驗沒有達到100％，存在排孔問題。
何遠之進一步解釋說，大型儲罐通常需要進行約10%的焊縫檢測”，即完全按照焊接工藝評定和焊接工藝規程進行焊接，因為現場焊接條件限制，也可能出現焊接質量問題。
“從設計角度出發，可以適當提高無損檢測的比例，T型焊縫處進行射線檢測，其它位置提高超聲檢測比例，下部兩圈罐壁和罐底的所有焊縫進行滲透檢測。但若想提高無損檢測比例需要花費很多資金，即使是底圈罐壁焊縫100%超聲檢測?！焙芜h之說。
七、熔鹽罐基礎沉降不均？
何遠之另外指出，熔鹽罐基礎沉降不均也是個潛在的問題。
在熔鹽罐罐底，在常規大型儲罐基礎的上表面，增加了耐火澆注料（輕骨料混凝土，耐火水泥）和耐火磚。耐火澆注料的特點是強度低的導熱系數小，強度高的導熱系數大。
從隔熱角度應選用導熱系數小的，從耐壓強度角度應選用強度高的。這兩個需求對于罐底基礎的耐火澆注料是一對矛盾體。耐火澆注料的強度比較低，即使是ASTMC401ClassV，密度1680kg/m3，在罐底受熱后的強度也不會超過10MPa。
耐火澆注料的常見組成是高鋁水泥+骨料+添加劑；骨料是由多種顆粒物組成的，比如陶粒、蛭石、珍珠巖、細粉等，一旦在施工中顆粒被不均勻壓碎，可能會引起罐壁發生少量傾斜，增加罐壁應力，則可能會引起焊縫薄弱處撕裂。
另外，有行業人士也指出，沙漠地帶易造成地基不均勻沉降，引起焊縫裂開。
鑒于上述各種可能導致熔鹽儲罐漏鹽的原因，國內的光熱發電項目建設可吸取其中的有益經驗，避免重蹈類似覆轍。
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最新評論
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zhanglei
個人分析，中厚板材角焊縫焊接采用多層多道，板材（母材）不會出現問題。焊縫多層多道即使出現缺欠短時間內也不會出現問題，焊接缺欠的產生為多層多道焊常見缺欠為層狀撕裂。缺欠一般會在母材與焊縫熔合線位置。以上分析僅供參考。
2017-04-11 13:51:41
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