鍋爐“四管”防磨防爆重點(diǎn)部位防護(hù)措施

李 翔

（國能平羅發(fā)電有限公司，寧夏石嘴山 753409）

0 引言

鍋爐的受熱面是傳熱的重要載體，不但需要具有良好的耐高壓、高溫性，還需要具有一定的耐腐蝕性、耐磨性。鍋爐“四管”是受熱面的主要組成部分，因?yàn)楹荛L一段時(shí)間都處于環(huán)境惡劣并且高溫高壓的環(huán)境下運(yùn)行，很容易出現(xiàn)泄漏的情況。不僅如此，如果鍋爐突然出現(xiàn)爆管，則會(huì)影響發(fā)電廠的安全運(yùn)行。

1 超超臨界直流鍋爐受熱面特點(diǎn)

國能平羅發(fā)電有限公司鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界直流鍋爐。型號(hào)HG-1891/29.3-YM9，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π形鍋爐。啟動(dòng)系統(tǒng)為大氣擴(kuò)容式啟動(dòng)系統(tǒng)，不帶循環(huán)泵。鍋爐點(diǎn)火及穩(wěn)燃采用雙層等離子，不設(shè)油槍。

超超臨界指的是鍋爐工作壓力大于25 MPa，直流指的是鍋爐靠給水泵壓頭使給水一次經(jīng)過各受熱面并將其全部變?yōu)檫^熱蒸汽。汽水流程如圖1 所示，相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 鍋爐設(shè)備相關(guān)參數(shù)

圖1 HG-1891/29.3-YM9 鍋爐汽水流程

2 鍋爐“四管”防磨防爆檢查重點(diǎn)部位分析

2.1 水冷壁

檢查水冷壁管時(shí)需要注重以下方面：①發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)燃燒器噴口及擴(kuò)散器存在較為嚴(yán)重的磨損就需要更換，局部磨損的地方可以進(jìn)行修補(bǔ)，在迎風(fēng)面和磨損嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行耐磨堆焊。堆焊用焊材為CRH-3；②對(duì)于水冷壁冷灰斗斜坡墻四角需要重點(diǎn)檢查，若水冷壁冷灰斗角部磨損，則需要打耐磨澆筑料防護(hù)，注意運(yùn)行后耐磨澆筑料情況，如局部脫落建議增加銷釘后及時(shí)修復(fù)耐磨澆筑料；③檢查螺旋水冷壁爐內(nèi)管子上表面是否出現(xiàn)腐蝕或者是腐蝕溝槽，爐膛短吹周邊要合理控制入爐煤硫含量，并在該區(qū)域噴涂防護(hù)[1]。

2.2 過熱器、再熱器

檢查過熱器和再熱器時(shí)需要注重的內(nèi)容：①尾部煙道低溫受熱面彎頭，水平低再、水平低過蛇形管彎頭部位都是需要重點(diǎn)檢查的位置，重點(diǎn)檢查蛇形管排是否有彎管出列，出列彎管的彎頭迎風(fēng)面是否有減薄情況。對(duì)于磨損較為嚴(yán)重的位置，則需要進(jìn)行換管處理，校正管排保證平齊，可在磨損嚴(yán)重處增加防磨板；②重點(diǎn)檢查低溫受熱面吊掛管區(qū)域，檢查水平低再、水平低過吊掛管卡板區(qū)域管子的上、下表面是否出現(xiàn)磨損、吹損情況。其中發(fā)現(xiàn)的問題，如果因防磨板未安裝到位，則需嚴(yán)格按圖紙將防磨安裝到位；如果在吹灰器區(qū)域出現(xiàn)磨損，則需控制吹灰器蒸汽壓力或增加局部防護(hù)措施。

2.3 省煤器

正常情況下，省煤器在煙井的最后面，具有節(jié)能的功能，檢查事項(xiàng)：①檢查省煤氣防磨裝置的磨損情況，確保其固定在特定位置；②仔細(xì)檢查省煤氣彎頭處，檢查管道有無低溫腐蝕或者是減薄超標(biāo)的現(xiàn)象，如果管子超標(biāo)，需要及時(shí)對(duì)管子進(jìn)行更換[2]；③對(duì)省煤器左右兩側(cè)邊屏進(jìn)行重點(diǎn)檢查，此處可能出現(xiàn)因煙氣導(dǎo)流板脫落或與管排間距控制不好產(chǎn)生局部磨損。如出現(xiàn)磨損，建議按圖紙要求恢復(fù)煙氣導(dǎo)流板，并在管排局部增加防磨。

3 鍋爐運(yùn)行中的“四管”隱患以及原因分析

3.1 基建期焊接質(zhì)量問題導(dǎo)致水冷壁泄漏

鍋爐水冷壁存在泄漏現(xiàn)象，管子沒有明顯的變形情況，也沒有過熱爆管的特征，將水冷壁管剖開發(fā)現(xiàn)第6 根壁管焊縫處有一條穿透性裂紋，其他管子沒有發(fā)現(xiàn)裂紋，該焊縫是焊接密封板的焊口。

原因分析：開裂位置在水冷壁管的背火面密封盒的水平和豎直密封板交界處，焊縫內(nèi)部具有很多夾渣和咬邊等缺陷，鍋爐運(yùn)行時(shí)，在熱應(yīng)力、內(nèi)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)應(yīng)力的共同作用下，焊接存在的不足逐漸嚴(yán)重化，使得水冷壁管道焊縫開裂，出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

3.2 集中應(yīng)力導(dǎo)致水冷壁鰭片裂紋

鍋爐水冷壁中部螺旋管屏與垂直管屏轉(zhuǎn)換處的密封鰭片存在很多縱向裂紋，裂紋呈無規(guī)則分布。裂紋向下沒有延伸到焊縫處，但向上大部分裂紋已經(jīng)延伸到焊縫位置。

原因分析：①因?yàn)闋t膛螺旋水冷壁管屏不存在結(jié)焦現(xiàn)象，因此無法判斷是否是火焰刷墻造成密封鋼板燒損；②機(jī)組運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)調(diào)峰情況，使得水冷壁壁溫度速率波動(dòng)非常快，在這種情況下產(chǎn)生的交變應(yīng)力使得密封鋼板出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象；③通過觀察發(fā)現(xiàn)在鍋爐啟停時(shí)存在溫度升高以及溫度冷卻速度過快的情況，對(duì)于水冷壁來說，最科學(xué)合理的冷卻速度是1～2 ℃/min，但實(shí)際水冷壁降溫的速度達(dá)到了4.5 ℃/ min，遠(yuǎn)超正常冷卻速度。

3.3 氧化皮脫落導(dǎo)致的“四管”隱患

火電廠鍋爐在停修的過程中，需要對(duì)裝置的氧化皮進(jìn)行抽檢，包括鍋爐屏式過熱器、末級(jí)過熱器和末級(jí)再熱器，發(fā)現(xiàn)下彎頭位置有380 處氧化皮脫落，190 處脫落現(xiàn)象嚴(yán)重，需要進(jìn)行進(jìn)一步處理[3]。

原因分析：①鍋爐屏式過熱器和末級(jí)再熱器管屏采用的是同一類型的不銹鋼材料，如果管壁溫度的變化程度較高，這種材料就會(huì)較為敏感，而且主汽溫度頻繁地出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，在符合波動(dòng)以及調(diào)峰停止的情況下，實(shí)際使用中很容易出現(xiàn)氧化皮；②氧化皮的膨脹系數(shù)與鋼材不同，因?yàn)闊崤蛎浤芰Φ膮^(qū)別，溫度變化很大的情況下，會(huì)使得金屬表面氧化膜存在裂紋，加之基體金屬長期處于氧化環(huán)境下，加快了管材氧化的速度；③鍋爐正常運(yùn)行的過程中，無法帶走尺寸較大的氧化皮，使得鍋爐停止運(yùn)行時(shí)蒸汽冷卻凝結(jié)成水，匯集在過熱器U 形管下部，長此以往，氧化皮積聚越來越多，很容易將高溫過熱器通流截面堵死，從而加快氧化皮形成與剝落的速度。

3.4 屏式過熱器膨脹位移過大導(dǎo)致機(jī)械碰磨

在機(jī)組運(yùn)行過程中，鍋爐的屏式過熱器流體冷卻夾管彎頭會(huì)與末級(jí)過熱器外1 圈管束發(fā)生碰磨，通過現(xiàn)場實(shí)際測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)分隔屏流體冷卻夾管彎頭部位磨損長為50 mm、寬20 mm，管壁磨損至7.5 mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算，需要更換的流體冷卻夾管磨損彎頭和末級(jí)過熱器磨損支管規(guī)格數(shù)據(jù)：材料TP-347H，規(guī)格Φ60×11.5 mm，理論最小壁厚為9.0 mm，第2 個(gè)直管材料TP-347H，規(guī)格Φ54×11.5 mm，理論最小壁厚為8.6 mm。

原因分析：經(jīng)過技術(shù)人員確認(rèn)，屏式過熱器在實(shí)際運(yùn)行過程中，爐體后側(cè)發(fā)生了膨脹現(xiàn)象并出現(xiàn)了位移，此時(shí)又發(fā)現(xiàn)屏式過熱器流體冷卻夾管與末級(jí)過熱器時(shí)間的膨脹間距不足，是導(dǎo)致本次磨損的主要原因之一，可以選擇更新配件，確保屏式過熱器流體冷卻夾管彎頭的弧度逐步減少，并增加其間距。

4 鍋爐“四管”泄漏的防護(hù)措施

4.1 強(qiáng)化基建施工管理

火電廠鍋爐“四管”安裝過程中，必須加強(qiáng)焊接工藝的全面監(jiān)管，對(duì)于特定設(shè)備必須進(jìn)行全方位的監(jiān)督管理，因此火電廠要指派專業(yè)的高級(jí)技工對(duì)“四管”的焊接工作進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)于整個(gè)安裝流程必須進(jìn)行全方位的管理，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定的操作，必須要及時(shí)指出，要求其嚴(yán)格按照規(guī)定辦事。后續(xù)的第4 級(jí)和第5 級(jí)的驗(yàn)收工作一定要嚴(yán)格按照規(guī)定操作，例如在吊裝聯(lián)箱時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須到現(xiàn)場進(jìn)行核實(shí)，確保所有的管座口都已封堵，并在后續(xù)進(jìn)行跟蹤檢查，嚴(yán)禁未封堵的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4.2 吹管后的質(zhì)量檢查

遵循火電廠鍋爐的特點(diǎn)制定相應(yīng)的吹管方案，而且需要確保在吹管過程中不出現(xiàn)死角，在完成這一系列工作后，按照鍋爐受熱面的狀況進(jìn)行割手孔檢查，尤其是部分節(jié)流孔的大屏進(jìn)口匯集集箱處。

4.3 運(yùn)行質(zhì)量監(jiān)控

加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，確保每位操作人員持證上崗，機(jī)組運(yùn)行過程中嚴(yán)禁鍋爐超溫超壓。同時(shí)加強(qiáng)鍋爐泄漏報(bào)警裝置的調(diào)試，機(jī)組運(yùn)行過程中一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐內(nèi)的報(bào)警裝置出現(xiàn)聲響，立即對(duì)整個(gè)鍋爐進(jìn)行全面檢查調(diào)試，特別是發(fā)現(xiàn)鍋爐出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，必須立即停止相應(yīng)的工作，避免造成更大面積的泄漏。

5 結(jié)束語

綜上所述，鍋爐“四管”防磨防爆工作是火電廠鍋爐運(yùn)維的重要內(nèi)容，鍋爐發(fā)生泄漏和爆管事故會(huì)導(dǎo)致鍋爐停止工作，影響火電廠設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，針對(duì)鍋爐“四管”的磨損和爆管現(xiàn)象，要提前制定相應(yīng)的檢修措施，確保火電廠鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。