亞臨界機組鍋爐鍋筒缺陷統(tǒng)計及檢驗建議

于建明 錢林峰 錢 公

(中國特種設備檢測研究院 北京 100013)

隨著近些年電力行業(yè)節(jié)能減排的要求，鍋爐向著大容量、高蒸汽參數的方向發(fā)展，越來越多的超(超)臨界機組鍋爐投入運行。但是目前國內還存在不少的亞臨界機組鍋爐在服役，并且在短時間內難以被替換。

作為亞臨界機組鍋爐的重要組成部件，鍋筒是給水、蒸發(fā)系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的樞紐。來自省煤器出口的給水進入鍋筒，并通過下降管將水送入水冷壁下集箱，水冷壁受熱后產生的汽水混和物送入鍋筒。鍋筒內布置有各種型式的汽水分離裝置，回到鍋筒內的汽水混和物經過汽水分離裝置把蒸汽分離出來，經過清洗凈化，將飽和蒸汽送入過熱器系統(tǒng)。因為鍋筒結構復雜，圍繞它的裝配工作和焊接工作也復雜。鍋爐投運后，鍋筒內存在復雜的溫度應力場，運行環(huán)境差，氧腐蝕嚴重。且汽水壓力較高，鍋筒壁厚大，導致其承受不小的熱疲勞。特別是遇到機組頻繁啟停及變負荷情況發(fā)生時，熱疲勞也會不斷增大。以上原因導致鍋筒是亞臨界機組鍋爐常產生缺陷的部件。檢驗人員及時發(fā)現(xiàn)并處理鍋筒產生的缺陷，是消除鍋爐安全隱患，保證機組安全穩(wěn)定運行的重要條件。本文是在收集匯總了近百臺300MW級別亞臨界機組鍋爐的鍋筒檢驗結果的基礎上對常見缺陷進行統(tǒng)計的結果。這些鍋爐機組運行時間為0.4萬h至17萬h不等，鍋爐型式均為∏型布置，燃燒方式為四角切圓或前后墻對沖方式，過熱器出口工作壓力為16.7MPa至18.5MPa不等，涵蓋了目前國內普遍采用的大型鍋爐制造廠生產的亞臨界機組鍋爐型式。

1 亞臨界機組鍋爐鍋筒主要缺陷

針對檢驗中發(fā)現(xiàn)的鍋筒缺陷，對亞臨界鍋筒的缺陷情況進行統(tǒng)計，常見缺陷有14種，按其發(fā)生部位分列如下：

1)鍋筒筒體：鍋筒對接焊縫超標埋藏缺陷，內壁氧腐蝕，對接焊縫表面裂紋等。

2)鍋筒內部裝置：內部預埋件裂紋，汽水分離裝置缺陷，給水清洗裝置缺陷，懸風分離器襯板與筒體角焊縫表面裂紋等。

3)鍋筒引入引出管：集中下降管管座角焊縫表面裂紋，給水管管座角焊縫表面裂紋，給水套管熱疲勞裂紋，安全閥管座角焊縫表面裂紋，加藥管孔表面裂紋，集中下降管管座角焊縫超標埋藏缺陷，水位計連通管堵塞等。

2 缺陷出現(xiàn)比例的統(tǒng)計

按照缺陷出現(xiàn)比例的高低進行分類統(tǒng)計，將其分為2個等級，即A類缺陷(出現(xiàn)比例高于10%)、B類缺陷(出現(xiàn)比例低于10%)。

2.1 A類缺陷

該類缺陷如圖1所示，按其出現(xiàn)比例從高到低排列如下：

圖1 A類缺陷出現(xiàn)比例

1)內部預埋件裂紋；

2)集中下降管管座角焊縫表面裂紋；

3)給水管管座角焊縫表面裂紋；

4)汽水分離裝置缺陷。

2.2 B類缺陷

該類缺陷如圖2所示，按其出現(xiàn)比例從高到低排列如下：

圖2 B類缺陷出現(xiàn)比例

1)給水清洗裝置缺陷；

2)鍋筒對接焊縫超標埋藏缺陷；

3)水位計連通管堵塞；

4)對接焊縫表面裂紋；

5)內壁氧腐蝕；

6)集中下降管管座角焊縫超標埋藏缺陷；

7)懸風分離器襯板與筒體角焊縫表面裂紋；

8)加藥管孔表面裂紋；

9)安全閥管座角焊縫表面裂紋；

10)給水套管熱疲勞裂紋。

3 對亞臨界機組鍋爐鍋筒檢驗的優(yōu)化建議

鍋筒檢驗是亞臨界機組鍋爐檢驗工作中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)場檢驗方案一般依據《鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐定期檢驗規(guī)則》等規(guī)范標準進行編制。規(guī)范標準在制定過程中往往偏重概括性和全面性，必然存在對某類鍋爐檢驗針對性不強的情況。由于亞臨界機組鍋爐有其缺陷發(fā)生的特殊性，故檢驗人員根據鍋爐部件的實際情況調整檢驗方案是尤為重要的，即不僅要注意缺陷的檢出率，還要強調時效性。

通過以上分析，可以明確的是：對于A類缺陷，編制方案時應當突出重點檢驗項目、檢驗方法和比例，并在檢驗過程中投入相對多的檢驗力量；對于B類缺陷，可在滿足規(guī)范標準的條件下，根據鍋爐運行狀況，適當減少檢驗力量的投入。

但需注意，出現(xiàn)比例高低并不能代表檢驗力量投入力量多少。因為一些重大缺陷，如鍋筒水位計連通管堵塞，雖出現(xiàn)比例不高，但對鍋爐安全影響大。現(xiàn)場檢驗時只有綜合判斷，突出重點，才能避免鍋筒缺陷的漏檢從而保證鍋爐的安全運行。

1 車得福,莊正寧,李軍,王棟.鍋爐[M].西安:西安交通大學出版社,2008,535.

2 TSG G0001-2012 鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程.[S].

3 1999 鍋爐定期檢驗規(guī)則.[S].

4 錢林峰,于建明,錢公.超(超)臨界鍋爐水冷壁缺陷統(tǒng)計及檢驗優(yōu)化建議[J].電力安全技術,2013,205:30.