（中电投协鑫滨海发电有限公司）
摘要：超超临界锅炉普遍存在管子外径小，壁厚薄等特点，而且在多个位置布置了节流装置。通过对哈锅超超临界锅炉爆管原因的跟踪分析，指出爆管和内部清洁度的必然联系，提出受热面洁净化检查方向以及相关的实践对比。
关键词：超超临界；短期爆管；哈锅；清洁度
经过对多个电厂的锅炉爆管取样进行分析，发现爆管均为短期过热爆管，爆管大多发生水冷壁、屏式过热器、末级过热器等部位。在爆管的入口段或节流装置位置可以发现一些块状物，导致蒸汽流量减小，造成材料过热失效后爆管。应该说过热爆管和内部清洁度有直接的关系，这也成为行业内不争的事实。因此有必要对超超临界机组的清洁度控制措施进行深入分析与总结，达成广泛的共识与标准的作业规程。
1 分析超超临界短期过热爆管原因
通过对哈锅投产的超超临界机组在启动初期发生爆管的资料进行汇总后，可以发现超超临界短期过热爆管主要发生在水冷壁、分隔屏、屏式过热器、末级过热器等部位。究其原因就是这些位置普遍布置了节流孔圈或者节流装置，异物容易在这些地方积聚，从而影响管内蒸汽流量，造成超温爆管。多数的超温爆管都在其爆管的入口处找到异物，也有一些异物因为瞬间流量增加，而冲出原停留位置。
异物的种类主要有焊渣、角磨头、焊瘤、氧化铁、加工残留物等，这些异物有的是在设备制造过程中产生，有的是在安装过程中二次进入。只要在安装的过程中实施合理的检查方案，措施落实到位，检查彻底可靠，是可以彻底清除异物的。
2 如何在安装前以及试运前期中检查异物
通过多台超超临界机组安装前检验、跟踪和对一些机组爆管原因的分析，认为清洁度对超超临界锅炉的安全稳定运行有着重要意义，要确保锅炉清洁度，就要在安装和试运之前制定一整套的措施来清除异物，同时还要避免二次落入异物。更要保证酸洗和吹管结束的清理要一次到位，发现异物要不惜代价清理干净，不能留到下部工作中。
2.1安装前检查
严格控制产品质量，从源头上提高内部清洁度；现场通球，必要时借助内窥镜、钢丝绳、圆钢等工具；集箱管接头采用通钢丝，集箱内的氧化铁粉末用吸尘器吸干净，做到发现即清理；节流装置位置重点清理，加强内窥镜、射线检查力度，保证节流孔附近无毛刺，避免钻孔不均，不通透等问题；加强检查完成后的保护，管理措施到位。
2.2酸洗后检查
在锅炉试运行工程初期，为了除去省煤器、炉膛水冷壁及尾部烟道包墙等锅炉水系统中的油脂、铁屑、氧化皮等杂质，而使机组投产后保证良好的水质和蒸汽品质，必须实施化学清洗，清洗范围省煤器、炉膛水冷壁、尾部烟道、启动系统。酸洗过程中会产生大量的氧化渣和泥沙的杂质，最后沉积在水冷壁下集箱、水冷壁中间集箱、包墙下集箱、延伸水冷壁集箱、水冷壁下集箱分配器，包墙入口分配器，省煤器入口集箱等处沉积，这些部分需要在酸洗结束后进行清理，而不能等到吹管。清理使用大功率的吸尘器、磁铁等工具。
2.3吹管后检查
集箱类进行割手孔及内窥镜检查，水冷壁三叉管、屏式过热器入口散管、后屏过热器管屏入口端、末级过热器管屏入口端、水冷壁下集箱等处节流孔采用射线检查，二级混合器采用内窥镜检查，中部散管屏、屏式过热器、末级过热器、高温再热器弯头处检查采用射线检查
3 控制清洁度新方法实践
有条件的电厂在安装前，对不能参加酸洗的过热器、再热器部件，进行辅助蒸汽吹扫，吹扫压力为1.0-1.2MPa,吹扫时间为单根管30min，吹扫完成后利用压缩空气将管排内剩余的水吹扫干净。最后封口待安装前通球检查。通过对某电厂3#锅炉的跟踪实践，发现蒸汽吹扫效果相当好，可以大大缩短锅炉点火吹管时间，省煤，省水，省电，达到节能效果非常可观。
3.1、锅炉受热面安装前的蒸汽预吹扫工艺
蒸汽预吹扫具体方案如下：
将每片过热器、再热器进行单片吹扫。锅炉低温受热面455片采用一步吹扫，高温受热面109片采用二步吹扫方式。
低温受热面采用压力0.80MPa，温度200℃的蒸汽吹扫20分钟，待温度降至90℃时使用压缩空气吹干管内的积水，封闭保管。
高温受热面109片则采用压力0.80MPa，温度200℃的蒸汽吹扫20分钟，冷却10分钟，然后再进行10分钟的蒸汽吹扫，待温度降至90℃时使用压缩空气吹干管内的积水封闭保管。
3.2系统蒸汽吹管
东方电厂#3锅炉蒸汽吹洗于采用降压，串吹，两阶段进行吹洗的方案。
此次降压法吹管分离器压力控制在(5.0～7.0)MPa降压吹管每次约持续1min；关临冲门的参数控制在(3.0～3.5)MPa左右。中间停炉一次，停炉冷却，以利于氧化皮等杂物的剥离，提高吹管效果，此次停炉时间38h(规定要求大于12h)。
锅炉预吹洗时蒸汽参数：P0=0.8MPa，T0=200℃，0=0.26m3/kg为过热蒸汽。预吹洗过程可近似为绝热过程，临界压力比为（1）Vcr——临界压力比；Pcr——临界压力；K——系数，对于过热蒸汽k=1.3。
把预吹洗蒸汽参数带入上式，得=0.546，Pcr=0.44MPa大于当地大气压，因此预吹洗管道出口流速达到临界，其速度为（2）Ccr——临界速度，m/s。计算结果：预吹扫蒸汽流速为约为485m/s。
其管道流量计算公式为（3）
Gcr——管道流量，kg/s；
锅炉吹管时的蒸汽动量与锅炉BMCR蒸汽动量之比为吹管系数
式中?为吹管系数；m0、m1分别为锅炉BMCR工况下和锅炉吹管时蒸汽质量，kg；G0、G1分别为锅炉BMCR工况下和锅炉吹管时蒸汽流量，kg/s；c0、c1分别为锅炉BMCR工况下和锅炉吹管时蒸汽流速，m/s。
以锅炉屏式过热器为例计算：22片管屏，每片管屏由23根并联管弯制而成，入口段的管子为φ38段的管子、SA-213T91。
屏式过热器入口管段截面积
锅炉吹管时蒸汽流量约为锅炉BMCR工况下蒸汽流量的60%，约为G=183.6kg/s。单根管道流量为0.36kg/s。吹管时屏式过热器入口蒸汽参数约为4.0MPa，320M，蒸汽比容v=0.0620m3/kg，则锅炉吹管时屏式过热器管道内蒸汽流速由公式
可得系统蒸汽流速为45.84m/s。单根管道质量流量为0.36kg/s。预吹洗时其出口蒸汽流速为485m/s，单根质量流量为0.82kg/s。预吹扫动量远大于锅炉正式吹洗时动量。同理可得两种吹洗参数对比见表1
由上表可看出屏式过热器、高温过热器和高温再热器预吹洗吹管系数远大于系统吹洗吹管系数，即便考虑预吹洗时散热损失、摩擦损失等损失，其吹管系数还是会远大于系统吹管时吹管系数。使管道内部的杂质、碎屑及氧化皮等杂物彻底清扫干净。而且预吹洗完毕后都会用压缩空气吹扫，保持了管内干燥，有效防止其氧化。保证了安装前的洁净度，为系统吹扫的快速成功打下了坚实的基础。
4结论
超超临界锅炉过热爆管和内部清洁度有直接的关系，锅炉内部清洁度必须从源头抓起，安装过程中进行合理化作业与安排，对于清洁度的检验方法、要求进一步细化要求，多措施来保证锅炉机组的顺利投产，减少爆管等原因引起的非计划停机事件的发生。
参考文献
[1].《火力发电厂金属技术监督规程DL/T438-2009》.
[2].《超超临界锅炉说明书》.哈尔滨.哈尔滨锅炉厂有限公司.2009
[3].《华能东方电厂3号锅炉集箱内窥镜检查报告》.西安.西安热工研究院有限公司.2012.
论文作者:李荣春
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/13
标签：吹管论文; 锅炉论文; 蒸汽论文; 水冷论文; 异物论文; 过热器论文; 超临界论文; 《电力设备》2016年第14期论文;