600MW機組鍋爐尾部受熱面管排出列變形原因分析及解決措施

2015-11-16 05:13:12高建峰

中國科技信息 2015年1期

關鍵詞：變形

高建峰

高建峰

南陽天益發電有限責任公司

高建峰，男，河南南陽市人，目前從事火電廠生產技術管理工作。

南陽天益發電有限責任公司2×600MW發電機組，鍋爐為東方超臨界參數變壓直流爐。投產以來，鍋爐尾部受熱面管排出列變形嚴重，影響機組的安全和穩定運行。近年來，通過進行分析摸索并采取一些技術改造措施，此問題得到了有效解決。

南陽天益發電有限公司二期工程裝設二臺東方600MW汽輪發電機組，鍋爐為超臨界參數變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調節再熱汽溫、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、Π型鍋爐，型號DG1900/25.4-Ⅱ4型。水汽系統流程為自給水管路出來的水由爐前右側進入位于尾部豎井后煙道下部的省煤器入口集箱，水流經省煤器受熱面吸熱后，由省煤器出口集箱右端引出經下水連接管進入螺旋水冷壁入口集箱，經螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、中間混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后進入水冷壁出口混合集箱匯集，后經引入管引入汽水分離器進行汽水分離，循環運行時從分離器分離出來的水進入儲水罐，然后排往冷凝器，蒸汽則依次經過頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過熱器、屏式過熱器和高溫過熱器。進入直流運行時全部工質均經過汽水分離器進入頂棚管。尾部煙道布置有低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器受熱面管排。其中低溫再熱器分為垂直管組及上、中、下三級管組布置于尾部煙道前部；低溫過熱器分為垂直管組、水平管組布置于尾部煙道后部。

兩臺機組分別于2007年12月份和2008年5月份投入運行，投產以來，鍋爐的尾部受熱面管排出列變形嚴重，嚴重影響機組的安全穩定運行。

尾部受熱面管排出列變形狀況

我廠兩臺機組自投運以來，每次定修檢查均發現尾部受熱面管排固定卡組件存在變形松脫情況，導致尾部低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器管排都有不同程度的出列現象。低溫過熱器、低溫再熱器管排出列較多。低溫過熱器管排固定卡組件在機組投產初期就有變形現象，管排出列較多；低溫再熱器管排固定卡組件也存在變形現象，且管屏中部原設計沒有固定卡，管子出列較多。隨著機組投運時間增長，此情況逐步擴大，管排出列愈加嚴重，管排比較凌亂。

由于大量管子出列變形阻擋煙氣流道，造成管子沖刷磨損加劇，引起管道減薄超限爆破，影響機組安全運行。

原因分析

固定卡結構不合理：原設計的管排固定卡組件結構是由兩片不銹鋼板（材質：Cr20Ni14Si2）夾持，并在管間穿插銷軸焊接固定。由于兩片不銹鋼板厚度僅有4～5mm，受熱后強度不足，容易變形，對管道夾持不牢。

加工制造質量有缺陷：銷軸與鋼板焊接質量不高，易脫焊。

圖2 尾部受熱面管排出列變形狀況圖片

圖3 原設計管排固定卡組件簡圖

低溫再熱器管排中部原設計沒有固定卡，管排中間部位管排固定卡組件配置不合理，管排整體夾持力度不足，管子出列較多。

由于以上原因導致管屏固定失效，引起管排失去約束而散亂，管子出列嚴重。

技術改造措施

利用機組檢修機會，曾經嘗試使用加工制作的U型固定卡及鋼管進行臨時矯正加固處理，其效果不好。

通過長期分析和摸索嘗試，對低溫再熱器和低溫過熱器的管排固定卡組件進行了優化改造，具體改造措施如下。

將低溫過熱器中間部位原有變形管排固定卡取消，在其原固定卡位置前側500mm、后側1500mm處加裝兩組管排固定卡組件，增強管排整體夾持力度。

將低溫再熱器管排中間部位加裝一組管排固定卡組件，增強管排整體夾持力度。

優化管排固定卡組件結構，將原設計的平板夾持結構改為C形曲面夾持結構，并在管卡的外側縱向增加加強筋板。材質改為與309S相當的SA351- CH20，采用精密鑄造。改型后的管排固定卡組件與管子接觸面大且能緊緊夾住管子，可以增加管排固定卡組件與管道的抱合約束效果，能有效防止固定卡與換熱管間的機械磨損。提高了固定卡強度和剛度，熱態節距定位更準確，可保證在高溫環境中長期使用不變形，可有效糾正管排管子出列的現象。