鍋爐受熱面防磨防爆檢查中的相關問題處理

徐 春

（浙江大唐烏沙山發電有限責任公司，浙江 寧波 315722）

1 鍋爐設備概述

某發電廠選用哈爾濱鍋爐有限責任公司與三井巴布科克（MB）公司合作設計、制造的超臨界直流鍋爐，型號為HG-1890/25.4-YM4。一次中間再熱、滑壓運行，配內置式再循環泵啟動系統，固態排渣、單爐膛、平衡通風、全鋼構架懸吊結構、Π型露天布置。

鍋爐汽水流程以內置式汽水分離器為界，雙流程設計。水冷壁為膜式，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁為垂直管屏。從冷灰斗進口一直到標高約43.96 m的中間混合集箱之間為螺旋管圈水冷壁，連接至爐膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊掛管，然后經下降管引入折焰角和水平煙道側墻，再引入汽水分離器。汽水分離器出來的蒸汽引至頂棚和包墻系統，再進入尾部煙道低溫過熱器，然后流經屏式過熱器和末級過熱器。

煙氣依次流經上爐膛的屏式過熱器、末級過熱器、水平煙道中的高溫再熱器，至尾部雙煙道后煙氣分2路。一路流經前部煙道中的立式和水平低溫再熱器、省煤器，一路流經后部煙道的水平低溫過熱器、省煤器，最后流經布置在下方的2臺三分倉回轉式空氣預熱器。

2 鍋爐重點檢查部位與處理方法

2.1 水冷壁

重點檢查：吹灰器附近的水冷壁管有無吹損，冷灰斗的水冷壁有無砸傷，水冷壁中部聯箱（簡稱水中聯）處的透火情況，燃燒器喉口處的磨損與結焦，折焰角與左/右側墻水冷壁的焊縫處漏風，折焰角與后墻垂直水冷壁懸吊管的焊縫，大包內水冷壁出口聯箱處角的焊縫，大包內水冷壁的蠕漲等情況。

對有經常性磨損的部位分析原因，并利用超音速電弧噴涂新工藝有效控制磨損。經現場檢查，處理效果較明顯，經過1個小修周期后，分泌層和保護層仍然附著在水冷壁表面，對水冷壁起著很好的保護作用。

水中聯透火處理，主要部位在螺旋管圈與垂直管的交匯處，采取的方法是利用密封條焊接在鰭片處，將打倒料注入到密封條槽中。此方法可以減輕使用密封板焊接透火處理對原有鰭片和水冷壁管的損傷。

水冷壁下爬坡與側墻交界處的漏風部位也極易吹損，檢查時應把浮灰清理干凈，用手電從下往上照，吹損部位很容易看到,該部位應用耐火材料抹上。

折焰角與后墻垂直水冷壁懸吊管的焊縫和大包內水冷壁出口聯箱處角焊縫，采用著色的方法進行檢查，及時發現有無水冷壁管焊縫拉裂的情況發生。

2.2 省煤器

磨損是省煤器發生的主要缺陷。特別是近幾年隨著煤質變差，磨損缺陷明顯增多，其中磨損部位主要發生在彎頭處。在檢修實踐中，磨損深度在1.0 mm以下一般采取加護鐵處理，對磨損較普遍的部位加護鐵，可降低磨損程度。

省煤器缺陷多發生在彎頭部位，尤其是省煤器與包墻接觸的部位，該部位檢查困難，有些部位只能憑手感，對此類缺陷的處理，一是改進煙道結構，二是將靠近爐墻部位彎頭加裝護簾，三是對省煤器彎頭作防磨處理。

同時，由于運行過程中省煤器再熱側懸吊管（爐前側）產生晃動，與后煙道支撐梁磨損，可以采取割削支持梁后加裝防磨瓦的處理辦法。

2.3 屏式過熱器

重點檢查入口段T91管段的蠕漲情況，夾持管的壁厚與縱向、橫向的裂紋，出口聯箱內有無異物，底部彎頭氧化皮，受熱面管的外觀，尤其要觀察間隔管與立管間的磨損、底部彎頭的壁厚等情況。

對于屏式過熱器夾屏管的橫向裂紋，采用手電光柱與管子垂直的方式來觀察是否有裂紋；對于縱向裂紋，采用手電光柱水平放置的觀察方式。

屏式過熱器入口段T91管深度裂紋檢查時要將管外的氧化皮用銼刀敲掉后，再檢查管子表面有無氧化裂紋以及氧化裂紋的嚴重程度等，可根據裂紋的密度、長度和深度來確定是否換管。

2.4 高溫再熱器

檢查管排間距是否均勻，有無變形、移位，固定卡、管卡是否有燒壞、脫落、變形、磨損等情況，穿頂棚部位是否有漏風磨損現象。

存在的最大問題在高溫再熱器出口管頂棚下的異種鋼焊口處。由于焊口兩側為T91與TP347H材質，并且安裝時管屏中的管間距大小不一，造成間距較小的管子受熱膨脹受阻，管子彎曲變形，在異種鋼焊口處產生較大的應力。同時，在異種鋼焊口處的管壁較薄，長時間運行容易造成爆管。檢修期間可以對焊口處著色，檢查管子的外觀，徹底的處理辦法為將異種鋼焊口移至大包內。

固定高溫再熱器受熱面管屏的角鐵在運行過程中受熱變形，容易脫落，落入撈渣機后易造成撈渣機卡澀，嚴重影響撈渣機的運行安全。可以采用2塊月牙板取代角鋼，將高溫再熱器管屏固定，防止運行過程中管子出列。

改造后采用吊箍卡增大固定裝置與管子的接觸面積，這樣有效地改善了管子變形出列情況，也避免了梳形卡對管子的碰磨。吊箍卡和連接銷材料選用Cr25Ni13高鎳不銹耐熱鋼。連接銷在2根管之間卡住前后2塊波浪板并焊死，管卡連接銷的開口方向呈上下相間布置，這樣可以防止吊箍卡上下受力不均。

2.5 低溫過熱器

低溫過熱器的上層下側、中層上側磨損嚴重。由于此處吹灰器為長伸縮式，伸入尾部煙道后因為自身重力的作用，導致槍頭下垂，從而造成省煤器吊掛管與低溫過熱器的接觸處磨損。應停止此處吹灰器的運行，防止吹損加劇。

2.6 低溫再熱器

磨損是該處受熱面的主要缺陷，發生部位主要在管子的彎頭處。由于低溫再熱器與前包墻、中間隔墻的距離較近，容易形成煙氣走廊，對管子的彎頭造成磨損。對于磨損較嚴重的需更換彎頭，不是很嚴重的則可加裝防磨護鐵。

由于鍋爐受熱面結構設計不合理，造成前包墻處的保溫鐵盒與低溫再熱器上部彎頭的機械磨損，將保溫鐵盒提升30 mm的高度并用角鐵支撐，在彎頭處加裝防磨護鐵，達到對彎頭保護的目的。

3 爐外管檢查

汽水管道及汽水聯箱封頭、手孔堵、彎頭是鍋爐外部承壓部件的薄弱環節。分析表明，汽水管道彎頭內表面的2個高應力區，在鍋爐啟停、溫度變化時其局部應力超過材料屈服極限時，表面原有的磁性氧化鐵保護膜會損壞，在含氧水的作用下再次氧化造膜，如此反復形成應力腐蝕疲勞破壞。因其發生在內壁不易發現，對運行已久的鍋爐，必須重視爐外承壓部件的損壞問題。為防止鍋爐外部承壓部件損壞，建議采取以下的防范措施：

（1）制作管道彎頭時應嚴格控制彎頭不圓度，必要時增加壁厚，合金管及大口徑管采用回火工藝以消除冷彎時引起的加工硬化與殘余應力。

（2）對于已運行多年的鍋爐，汽水管道不圓度超過8%的彎頭，在鍋爐啟停次數超過允許值時，要加強彎頭內表面的檢查。

（3）加強金屬監督，防止錯用鋼材，控制焊接工藝及質量。

（4）加強鍋爐管道支吊架檢查，杜絕管道膨脹受阻現象。

（5）防止因工作環境差，發生管道外部腐蝕加速減薄現象的發生。

4 鍋爐受熱面管子需更換的情況

對鍋爐受熱面管子，經檢查有下列情況之一時，應予以更換。

（1）碳鋼和低合金鋼管壁厚減薄大于30%或按式（1）計算，剩余壽命（RL）小于一個大修周期。

式中：δ為最近一次測量的壁厚；δ0為管子原始壁厚；D為管子原始外徑；σVC為鋼材使用溫度下的最低蠕變強度極限；P為管內壓力；C為壁厚減薄速度；δ1為上一次測量的壁厚；τ為δ和δ1測量之間累計運行時間。

（2）碳鋼管脹粗超過3.5%D，合金鋼管脹粗超過2.5%D。

（3）腐蝕點深度大于壁厚的30%。

（4）高溫過熱器管和高溫再熱器管表面氧化皮厚度超過0.6 mm，且晶界氧化裂紋深度超過3～5個晶粒。

（5）碳鋼、鉬鋼的石墨化不低于四級。

（6）表面裂紋肉眼可見。

（7）常溫機械性能低，運行1個小修間隔后的殘余計算壁厚已不能滿足強度計算要求。

5 結語

從以往經驗及實際案例來看，鍋爐泄漏原因主要是過熱器及再熱器系統超溫，省煤器、水冷壁、爐外管磨損，以及由于機組升降負荷頻繁，導致爐管熱疲勞、膨脹受阻最終導致管道開裂。針對鍋爐泄漏的原因，要嚴格控制檢修換管工藝及焊接工藝；控制鍋爐參數和各受熱面壁溫在允許范圍內，防止超溫、超壓、滿水、缺水等事故的發生。鍋爐啟停階段參數的控制應嚴格按照啟停曲線進行，鍋爐變工況運行時應加強對水冷壁、過熱器、再熱器等受熱面壁溫及工質溫度的監視和調整，防止發生參數大幅度變化及管壁超溫現象。同時，應根據受熱面的使用壽命和運行情況，加大受熱面及爐外管設備改造力度，只有這樣才能減少鍋爐事故的發生。

[1]鄢曉忠.鍋爐設備檢修[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]周昕.火力發電廠鍋爐受熱面失效分析與防護[M].北京：中國電力出版社，2003.