防止電廠鍋爐受熱面泄漏技術措施

國家電投集團中電投電力工程有限公司 鮑傳春

為確保火力發電機組鍋爐受熱面長期穩定運行，減少鍋爐受熱面泄漏，參考近年來全國范圍內火力發電廠鍋爐機組在設計、安裝、運行中存在的問題，要求鍋爐廠對設備進行設計優化、管控制造工藝；針對鍋爐安裝過程中出現的問題，要求施工單位加強過程管理等措施；調試單位在整套調整試驗階段須按照設計、設備廠圖紙及技術資料，結合調試相關規程規范嚴格執行調試程序；使設計、制造、安裝、調試中每一步質量可控在控，扎實做好防止鍋爐受熱面泄漏各階段工作，特提出本技術措施，最終實現鍋爐受熱面泄漏大幅度下降。

1 設計、制造階段采取的措施

鍋爐爐膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈型式，螺旋管圈采用內螺紋管。水循環計算各項安全指標要留有足夠裕度，確保各種負荷下水循環的安全可靠。對水冷壁管子及鰭片應進行溫度和應力計算，使鍋爐啟動、停爐和各種負荷工況時管壁、鰭片溫度均低于許用應力值。合理選用過熱器和再熱器管子壁厚和材質，用計算機對每根管子的各管段作不同工況下的壁溫計算，同時對蛇形管同屏和屏間流量分配與偏差進行詳細計算。由此選擇材料與壁厚，管子和強度計算與許用應力嚴格按相關的規定計算確定。管子的設計壁溫留有足夠裕度。過熱器和再熱器系統采用完備的氣溫調節措施，過熱器設二級噴水減溫器，再熱器采用平行煙道擋扳調溫，并設有事故噴水減溫器，可有效地保證鍋爐蒸汽參數，減少左右側氣溫偏差，防止管壁過熱超溫。

加強原材料、外協件、外購件入廠檢驗工作。凡按相關程序文件和技術標準要求進行檢驗合格的原材料、外協件、外購件方可入庫。對關鍵的直發用戶的外購件，發貨前應通知監造人員到制造現場驗收合格后方可發運。加強對管材的質量控制，在原有入廠檢驗項目上增加渦流探傷檢查，以確保不合格的管材不投入生產。

具體做法是：首先是對管材進行100%渦流探傷，凡渦流檢查不合格的管材嚴禁使用；其次庫房加強對原材料的維護、保養，標識清楚，分類堆放。監造人員應不定期對庫房的賬、卡、物一致性進行抽查，杜絕材料混用現象；再次關鍵工序制定和完善工藝流程，如集箱和水冷壁管屏裝焊工藝流程、管屏通球工藝流程、水壓試驗工藝流程、熱處理工藝流程，焊接工藝流程等，做到關鍵工序有章可依，保證關鍵工序的制造質量；最后加強生產過程的巡回檢查和停工待檢制度。把原材料、焊接、熱處理、水壓試驗、無損探傷、通球等工序作為停工待檢點，嚴格檢查且做好記錄，確保驗收質量。

2 安裝階段采取的措施

2.1 設備檢查

設備進場后，嚴格按規程、規范對設備進行驗收，加大設備外觀、材質的檢查范圍和力度，對母材裂紋、折疊、龜裂、砂眼和分層、表面凹坑、材質錯用、焊縫根部氧化、過燒、未融、氣孔、夾渣、未填滿、焊縫焊偏、咬邊、管子割傷、劃傷、電弧擊傷及運輸變形、損傷等缺陷進行更換和補焊，必要時進行返廠處理。加大對受熱面管子的外徑和壁厚進行抽查的比例，重點檢查水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等部件彎管部位壁厚和橢圓度，對不符合設計和規范要求的全部予以更換。組合和安裝前，嚴格按規范要求對全部合金材質部件進行光譜復查并做好標識，檢查記錄和報告齊全、完整。

2.2 保證系統內部清潔

對受熱面管管排及單管在組合和安裝前分別進行通球試驗，嚴禁將球遺留在管內，通球后應做好可靠的封閉措施。嚴格按電力規范要求，按照不同管子內徑和彎曲半徑選擇合適直徑的鋼球，設專人保管，建立初始臺帳和跟蹤臺帳，詳細記錄領用日期、歸還日期、人員和鋼球種類、數量，在鍋爐全部受熱面通球工作結束后，應保證最終鋼球種類、數量與初始臺帳相符。加大對組合安裝前所有聯箱內部及接管座的檢查清理工作，對集箱接管座用鋼絲繩進行逐一檢查，徹底清除“鉆孔底片”(俗稱眼鏡片)；保證每個接管座通暢，集箱用壓縮空氣吹掃、清理后用內窺鏡、攝像頭等方法仔細檢查，確保內部清潔度。

在大口徑管對口前再次用人工和大功率吸塵器（或壓縮空氣）對集箱內部進行清理、檢查，合格后方可對口封閉，徹底清除有可能在施工過程中遺留在集箱內部的焊渣、磨頭、焊條頭、手套、小型工器具等雜物。所有小口徑單管在對口安裝前用壓縮空氣吹掃、通球后方可安裝。對中大口徑的汽水連接管在吊裝前進行吹掃、通球，防止在制造、運輸過程中泥土、沙石、塑料管蓋等雜物遺留在管內。對內壁銹蝕嚴重的管子內壁進行噴砂處理，并用壓縮空氣吹掃干凈。通球后的管子、聯箱做好可靠封閉、標識清晰。在管口打磨過程中應有防止鐵屑、磨頭落入管道內的措施。

2.3 對焊接的要求

制定針對性的焊接技術方案或作業指導書，保證焊接、熱處理、無損檢測作業按作業指導書工藝要求進行，對于易產生應力集中部位，可采用熱處理等手段進行預防控制。從事焊接、熱處理、無損檢測的人員必須持證上崗，其中高壓焊工須經過現場模擬考試合格后方能上崗。不得在承壓部件上直接引弧，對T91/P91、TP347等高合金鋼或不銹鋼采用有高頻引弧功能的電焊機。對發生電弧擦傷的部位，必須進行打磨（補焊）處理，經PT 或MT檢查合格后方能閉環，對于缺陷無法消除的部位必須進行換管處理。對割傷的管子根據廠家或規范規定的工藝標準要求進行補焊或更換。換管所用管材在使用前必須進行測厚、光譜復查，防止出現管子壁厚、材質錯用現象。

對于更換和補焊處理的管子要做好相關記錄，增加焊口應在焊口定位圖中標出。對于T91材質管道必須做好預熱工作并形成相關記錄文件，對于P91材質管道必須全程溫控記錄，禁止中途拆除溫控設施。在焊接結束進行熱處理過程中必須保證保溫棉的厚度、寬度及熱處理升降溫速度、恒溫時間，防止出現硬度過高、過低現象。焊口缺陷返修時，嚴禁使用火焰切割或碳弧氣刨。組合（安裝）焊接過程中的電焊線不得破損，對于存在破損的焊線必須進行包扎或更換處理防止在移動過程中電弧擊傷管子。熱處理機必須采用雙路供電，熱處理部位必須有可靠地防雨雪措施。在受熱面安裝、焊接工作結束后，對合金部件、焊縫全部進行光譜復查，以防錯用。

3 調試及試運階段采取的措施

3.1 機組化學清洗

為確保鍋爐本體和爐前系統化學清洗質量，盡可能多地采用正式系統和設備，擴大化學清洗范圍（除氧器、高低加、排汽裝置及相應系統）。承擔化學清洗的單位應具備相應資質。清洗完畢后對鍋爐水冷壁下集箱、省煤器進口集箱進行100%的割管檢查、清理，對除氧器、高低加和凝汽器進行徹底清理等有效可行的措施，實現鍋爐本體和爐前系統內部清潔。化學清洗結束至鍋爐點火啟動時間控制在20天內，如超過20天應采取相應的防銹蝕措施。

3.2 鍋爐點火吹管

在鍋爐點火升壓及吹管過程中，應按規程要求進行汽、水品質監督，汽水不合格不得進行吹管。為防止鍋爐升溫升壓速度過快，導致再熱器超溫，應做到：

開大機組高低壓旁路，增加鍋爐排污，加大鍋爐給水流量；保持除氧器水溫較低；優化磨煤機調整，保證足夠的煤粉濃度和合適的煤粉細度。嚴格控制爐膛出口煙溫不超過500℃或按制造廠的要求。加強對鍋爐膨脹系統檢查，加強對各汽水管道的彈簧支吊架檢查，發現問題及時處理。吹管過程中，應注意充分疏水，防止過熱器和再熱器因管內積水而形成的水塞，引起局部區域的管壁過熱。

至少應有一次中間停爐冷卻，且冷卻時間12h以上，以提高吹洗效果。吹管過程中要重點監視啟動分離器前螺旋水冷壁出口溫度，水冷壁出口混合聯箱溫度及凝渣管出口聯箱溫度，并通過調節水煤比將其控制在上限報警溫度以下。吹管結束后，應進行鍋爐內部清潔度專項檢查，檢查范圍包括分隔屏過入口集箱、屏過、高過入口集箱、高再入口集箱、高溫過熱器及再熱器底部U 型彎（抽查）。系統經清潔度檢查合格后，封閉時采取可靠的措施，防止造成二次污染。封閉后不得在管道上再進行可能影響管道內部清潔的工作。

3.3 機組整套啟動

機組啟動前應提高給水溫度以利于汽溫調節，防止超溫和汽溫劇烈波動。鍋爐升溫升壓應嚴格按制造廠升溫升壓曲線進行。啟動初期應合理安排投運油槍數目或粉嘴數目和布置，防止大量煤點燃后噴入爐膛導致鍋爐升溫升壓速度過快，造成受熱面壁溫差過大，產生較大的熱應力，造成受熱面壽命縮短甚至泄漏等危害。啟動前應編制防受熱面超溫預案，啟動時發現超溫情況及時按超溫預案處理，各級過熱器和再熱器出口壁溫控制值嚴格按照鍋爐廠壁溫計算書要求設定，并在DCS 上設置報警。

4 結語

在今后相當長的一段時期內，火電機組在我國仍占據主導地位。隨著火電技術的進步，高參數、大容量、高效率的機組越來越多。因此，防受熱面泄漏的工作顯得尤為重要，只有不斷總結，不斷完善此項技術，才能推動火電機組的技術管理水平，確保機組長期安全、穩定運行。