300MW循環(huán)流化床鍋爐外置床改造

吳 偉

（云南華電巡檢司發(fā)電有限公司，云南 紅河652309）

0 引言

外置式換熱器（床）是ALSTOM型300MW循環(huán)流化床鍋爐的特征，它在鍋爐運行調整中具有非常重要的作用，其對汽溫的調節(jié)具有獨特性。設計上將再熱器及中、低溫過熱器對稱布置于鍋爐兩側外置床中，通過改變進入其內部的循環(huán)物料量來實現(xiàn)對爐膛溫度和再熱蒸汽溫度的控制，并分開進行調節(jié)，更方便靈活，有利于鍋爐的低負荷穩(wěn)燃。

爐前左一、右一外置床空室、高溫倉室、低溫倉室之間由2道水冷隔墻隔開，高溫倉室布置高溫再熱器，低溫倉室布置低溫過熱器。爐后左二、右二外置床空室、高溫倉室之間由一道水冷隔墻隔開，與低溫倉室無間隔，高溫倉室布置Ⅱ級中溫過熱器，低溫倉室布置Ⅰ級中溫過熱器。高溫倉室中，受熱面的布置形式為交叉流，為了使各排管子出口蒸汽溫度不至于相差過大，將受熱面分成A、B、C3個區(qū)域，相鄰2組管排由1根吊掛管懸吊。低溫倉室中，受熱面布置30根蛇形管，5根為1組，沿爐膛寬度方向均勻分布，相鄰2組管排由1根吊桿懸吊。根據受熱面內蒸汽溫度及壓力等級的不同，不同區(qū)域、不同倉室中蛇形管排的材質相應改變。

運行數(shù)年來，引進型300MW循環(huán)流化床鍋爐外置床主要存在2方面問題：一是隔墻冷卻水泄漏后無法對漏點進行焊補，造成隔墻附近區(qū)域床料板結，不能正常流化，影響換熱；二是高溫區(qū)域吊掛管與管排碰觸磨損，管壁減薄后易導致爆管。

1 改造背景

我公司2×300MW循環(huán)流化床鍋爐由哈爾濱鍋爐有限責任公司生產制造，型號 HG－1025／17.5－L.HM37，引進了法國ALSTOM公司的技術，是單爐膛、雙布風板、全鋼架懸吊結構、平衡通風、一次中間再熱的亞臨界自然循環(huán)汽包爐，燃用褐煤。2臺機組自2007年實現(xiàn)“雙投”以來已運行6年。

對于外置床隔墻冷卻水系統(tǒng)，早在投產2年后就已陸續(xù)停用。冷卻水管束布置于澆筑隔墻的耐磨耐火料中部，泄漏后若發(fā)現(xiàn)不及時，勢必造成附近區(qū)域床料板結，不能充分流化換熱，影響汽溫調整，并且漏點無法焊補，因而停用有利于外置床安全運行。至今我公司未發(fā)生過隔墻大面積垮塌影響鍋爐穩(wěn)定運行的事件。

但外置床受熱面蛇形管排作為“四管”檢查的盲區(qū)，由于受床內檢修空間限制，監(jiān)督檢查不能全面覆蓋到位，管排間隱患很難被及時發(fā)現(xiàn)。2013年1月18日，＃6爐左二外置床首次發(fā)生爆管。停爐檢查發(fā)現(xiàn)左二外置床內Ⅱ級中溫過熱器B區(qū)熱段爆管1根，吹損減薄3根，但要更換受損管段需要割除蛇形管排及其間吊掛管共計70余根，檢修工期長，工作量大，檢修費用高。此次檢修前后歷時21天，期間正值火電機組大方式運行，影響電量較多。同時對＃6爐其余3個外置床進行檢查，發(fā)現(xiàn)相同位置處管排吊掛管U型膨脹彎段與蛇形管水平段均存在不同程度的碰觸磨損，若機組持續(xù)運行，磨損部位爆管幾率將增加。

2 方案實施

2.1 隔墻改造

2013年我公司＃7爐C級檢修期間，檢查發(fā)現(xiàn)左二外置床空室與高溫倉室之間隔墻上部澆注料垮塌，內置水冷管束、密封盒燒壞碳化，由于檢修工期緊，如按原圖紙設計對其進行修復，工作量大，且所需購置的材料供貨周期較長。經向區(qū)域內同類型機組的相鄰電廠了解，并咨詢了鍋爐生產廠家，確認外置床隔墻冷卻水對隔墻的實際冷卻效果不大，故決定對＃7爐左二外置床隔墻進行徹底改造。具體如下：（1）拆除現(xiàn)有隔墻耐磨耐火澆注料、保溫澆注料及金屬密封盒、水冷管束。拆除中回收可繼續(xù)使用的Y型抓釘。（2）拆除隔墻后徹底清理床內廢棄物，根據實際測量尺寸，使用合金板從內側封堵水冷管束穿墻部位及底部膨脹縫，板材為12Cr1MoV，同時選用相應合金焊條。（3）用耐熱不銹鋼筋制作骨架，以提高澆筑保溫料和耐磨耐火料后隔墻的整體強度。澆筑耐磨耐火料時應注意，2塊模板之間必須預留3～5mm膨脹間隙（用陶瓷纖維紙?zhí)畛洌?，澆筑間隔應預留充分的凝固時間。（4）制作隔墻骨架時，先用18鋼筋做主筋，間隔250～300mm直立焊接于底板上。向上分3層用18鋼筋做主拉筋，拉筋需預先熱彎2個膨脹彎，焊接橫拉在兩側已封堵好的合金板上。最后用8鋼筋做加強筋，與主筋焊接牢固，使得整個鋼筋骨架連成一體。注意骨架的上部應沿寬度方向逐漸收口，使?jié)仓蟮母魤Τ蕦毸?，便于床料由空室順利流化至高溫倉室。為提高主筋及拉筋與外置床本體的焊接強度，需在鋼筋兩端熱彎90°折角，以適當增加焊縫長度，并且使用耐熱焊條施焊，如圖1、圖2所示。（5）為進一步保證澆筑后隔墻整體強度，在底板、兩側板及骨架中加焊若干Y型抓釘，增加澆注料凝固后的附著力。施工時骨架內部澆筑保溫料，外部澆筑厚度不低于200mm的耐磨耐火料。＃7爐左二外置床隔墻改造后，機組通過了枯期大方式運行的考驗，證明此改造方案是可行的。目前＃7爐其余3臺次外置床空室與高溫倉室間的隔墻已陸續(xù)依照此方案實施改造完畢。

2.2 吊掛管改造

圖1 鋼筋骨架

圖2 隔墻澆筑后效果圖

高溫倉室管排吊掛管與蛇形管相互磨損是因為吊掛管下部設計了一個膨脹彎，且膨脹彎被布置在蛇形管排中間，無任何約束措施，在外置床運行時，內部管道不停振動，膨脹彎與蛇形管相互碰撞，引起磨損。相比較低溫倉室受熱面，是由吊桿懸吊，所以并無磨損問題。對比施工安裝圖，外置床中高溫倉室管排吊掛管與蛇形管的布置及相對位置主要有3種形式（圖3、圖4、圖5）2種結構，依照這2種不同結構對吊掛管膨脹彎的走向進行相應改動，就可避免其與受熱面管排的接觸，徹底消除該隱患。

圖3 外置床高溫倉室受熱面管排與吊掛管布置形式1

圖4 外置床高溫倉室受熱面管排與吊掛管布置形式2

圖5 外置床高溫倉室受熱面管排與吊掛管布置形式3

在汛期檢修期間，針對爐前左一、右一外置床高溫倉室高溫再熱器受熱面磨損情況，通過現(xiàn)場對管排吊掛管與蛇形管空間相對位置的多次確認，決定縮短U型吊掛管水平段長度，將膨脹彎從蛇形管排間讓出，這樣就可以避免管排吊掛管與蛇形管碰觸磨損。改造后示意圖及現(xiàn)場實際圖片如圖6、圖7所示。

對于高溫再熱器B、C區(qū)域的改造方式，同樣適用于具有相同管排布置形式的中過ⅡA區(qū)域（圖8）。

據此方案進行改造的關鍵在于鉗工配管及放樣尺寸的把握，因為是使用切割下來的舊管，沒有備品，在割除U型彎水平直段后還需依次恢復焊接，且必須符合焊接工藝規(guī)范，對口間隙預留不能過大，焊口間距離不能低于100mm，還要避開彎頭。因此，配備具有豐富經驗的鉗工，決定了改管的一次成功率。而對于左二、右二外置床中過ⅡB、C區(qū)域管排，因走向略有不同，只需將下部帶U型膨脹彎的吊掛管改為L型吊掛管即可，配管及改管難度不大，如圖9所示。

圖6 高溫再熱器A區(qū)域改造后

圖7 高溫再熱器B、C區(qū)域改造后

圖8 中過ⅡA區(qū)域改造后

圖9 中過ⅡB、C區(qū)域改造后

3 結語

通過實施以上方案，先后對我公司多臺次外置床進行了改造，機組經大方式運行一個周期后，并無異常，證明改造成功。隔墻冷卻水泄漏及高溫區(qū)受熱面管排與吊掛管磨損爆管等問題得以解決，從源頭上徹底消除了設備設計時留有的隱患，以最小的投入換來了設備運行的最大安全效益，值得推廣。

［1］DL／T1035.5—2006 循環(huán)流化床鍋爐檢修導則 第5部分：耐火防磨層檢修

［2］DL／T869—2004 火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程