摘要：近年来电站锅炉受热面泄漏在机组非计划停运中占很大比例，现代化火电机组设备日趋复杂，新材料、新技术、新设备、新工艺大量采用，自动化水平不断提高，发电设备可靠性管理的工作范围和内容也在不断扩大和深化，防止锅炉受热面泄漏，提高锅炉设备的可靠性是重点工作之一。本文着重介绍了火力发电厂电站锅炉防止受热面泄漏应采取的技术措施和方案，为锅炉设备安全、有效的运行提供保障。
关键词：电站锅炉；割管检查；受热面；泄漏
引言
为了确保火力发电机组锅炉受热面长期稳定运行，减少锅炉受热面泄漏，参考近年来全国范围内火力发电厂锅炉机组在设计、安装、运行中存在的问题，要求锅炉厂对设备进行优化；针对锅炉安装过程中出现的问题，要求施工单位加强过程管理等措施，使设计、制造、安装、调试中每一步质量可控在控，扎实做好防锅炉受热面泄漏各阶段工作，特提出本技术措施，最终实现锅炉受热面泄漏大幅度下降。
具体措施
一、设计阶段采取的措施：
锅炉炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈型式，螺旋管圈采用内螺纹管。水循环计算各项安全指标要留有足够裕度，确保各种负荷下水循环的安全可靠。对水冷壁管子及鳍片应进行温度和应力计算，使锅炉启动、停炉和各种负荷工况时，管壁、鳍片温度均低于许用应力值。合理选用过热器和再热器管子壁厚和材质，用计算机对每根管子的各管段作不同工况下的壁温计算，同时对蛇形管同屏和屏间流量分配与偏差进行详细计算。由此选择材料与壁厚，管子和强度计算与许用应力严格按相关的规定计算确定。管子的设计壁温留有足够裕度。过热器和再热器系统采用完备的气温调节措施，过热器设二级喷水减温器，再热器采用平行烟道挡扳调温，并设有事故喷水减温器，可有效地保证锅炉蒸汽参数，减少左右侧气温偏差，防止管壁过热超温。正确设置锅炉膨胀中心，确保止晃装置不会影响锅炉受热面的自由膨胀，各集箱两端设置有可靠的膨胀指示器。受热面的管卡、吊杆和定位管等设置合理、可靠，避免在热态下偏斜、拉坏和引起管子相互碰撞。管壁温差大的管子之间、膨胀差不同的管子之间及受热管子与其他部件之间的连接，如炉膛四角水冷壁、包覆管、顶棚管和穿墙管等处，结构设计合理，可确保管子自由膨胀，不会出现碰撞或拉裂现象。设置数量足够的吹灰器，并选用性能可靠的吹灰器，使吹灰器达到预期的吹灰效果，以减轻受热面的积灰，防止结渣和损坏管子。
二、制造阶段采取的措施：
严格按原材料质量手册和相关程序文件要求，原材料、外协件采购和外协件的协作在已具有分供方（分承包方）资格且产品质量稳定的供货商（承包方）中进行。加强原材料、外协件、外购件入厂检验工作。凡按相关程序文件和技术标准要求进行检验合格的原材料、外协件、外购件方可入库。对关键的直发用户的外购件，发货前应通知监造人员到制造现场验收合格后方可发运。加强对管材的质量控制，在原有入厂检验项目上增加涡流探伤检查，以确保不合格的管材不投入生产。具体做法是：对有能力进行管材涡流探伤检查的供货厂家委托其供货厂家对管材进行100％涡流探伤，公司进行5％抽查；对没有能力进行管材涡流探险伤检查的供货厂家，则原材料进行100％的涡流检查。凡涡流检查不合格的管材，严禁使用。库房加强对原材料的维护、保养，标识清楚，分类堆放。监造人员应不定期对库房的账、卡、物一致性进行抽查，杜绝材料混用现象。关键工序制定和完善工艺流程，如集箱和水冷壁管屏装焊工艺流程、管屏通球工艺流程、水压试验工艺流程、热处理工艺流程，焊接工艺流程等，做到了关键工序有章可依，保证了关键工序的制造质量。加强生产过程的巡回检查和停工待检制度。把原材料、焊接、热处理、水压试验、无损探伤、通球等工序作为停工待检点，严格检查且做好记录，确保验收质量。对所有受压产品完工后进行100％的复检，保证产品质量满足合同要求。监督制造厂加强产品内部清理工作，制订管理办法，责任落实到人。配合标准和工艺要求，对管子件制定了限额发放、回收钢球管理制度，从而解决管内存有异物、管内焊口超标等质量问题。
三、安装阶段采取的措施
1、设备检查
设备进场后，严格按规程、规范对设备进行验收，加大设备外观、材质的检查范围和力度，对母材裂纹、折叠、龟裂、砂眼和分层、表面凹坑、材质错用、焊缝根部氧化、过烧、未融、气孔、夹渣、未填满、焊缝焊偏、咬边、管子割伤、划伤、电弧击伤及运输变形、损伤等缺陷进行更换和补焊，必要时进行返厂处理。对需要现场处理的缺陷，由施工单位填写《设备缺陷处理单》，经监理公司、厂家代表、工程公司专业人员确认后由安装单位按《设备缺陷处理单》意见和方案执行并回复处理结果。加大对受热面管子的外径和壁厚进行抽查的比例，重点检查水冷壁、过热器、再热器、省煤器等部件弯管部位壁厚和椭圆度，对不符合设计和规范要求的全部予以更换。组合和安装前，严格按规范要求对全部合金材质部件进行光谱复查，并做好标识，检查记录和报告齐全、完整。对发现的不符合件，经厂家代表、监理、业主确认后按程序更换，并实施闭环管理。
2、保证系统内部清洁
对受热面管管排及单管在组合和安装前分别进行通球试验，严禁将球遗留在管内，通球后应做好可靠的封闭措施。严格按《电力建设施工及验收技术规范•锅炉机组篇》要求，按照不同管子内径和弯曲半径选择合适直径的钢球，设专人保管，建立初始台帐和跟踪台帐，详细记录领用日期、归还日期、人员和钢球种类、数量，在锅炉全部受热面通球工作结束后，应保证最终钢球种类、数量与初始台帐相符。加大对组合安装前所有联箱内部及接管座的检查清理工作，对集箱接管座用钢丝绳进行逐一检查，彻底清除“钻孔底片”(俗称眼镜片)；保证每个接管座通畅，集箱用压缩空气吹扫、清理后用内窥镜、摄像头等方法仔细检查，确保内部清洁度。在大口径管对口前再次用人工和大功率吸尘器（或压缩空气）对集箱内部进行清理、检查，合格后方可对口封闭，彻底清除有可能在施工过程中遗留在集箱内部的焊渣、磨头、焊条头、手套、小型工器具等杂物。所有小口径单管在对口安装前用压缩空气吹扫、通球后方可安装。对中大口径的汽水连接管在吊装前进行吹扫、通球，防止在制造、运输过程中泥土、沙石、塑料管盖等杂物遗留在管内。对内壁锈蚀严重的管子内壁进行喷砂处理，并用压缩空气吹扫干净。在集箱封手孔堵前，必须进行最终检查确认，办理“隐蔽工程签证单”。严格落实各级人员质量验收职责，通球或联箱内部清理检查时，施工单位质检员和监理人员必须全部参加旁站。管子通球或联箱内部清理检查合格后，由施工单位技术员及时组织填写“隐蔽工程签证单”并完成各方签字，做到签证及时、有据可查。通球后的管子、联箱做好可靠封闭、标识清晰。在管口打磨过程中应有防止铁屑、磨头落入管道内的措施。
3、防止部件产生附加应力及损伤
设备运输、组合、吊装前制定详细可行的方案，并经相关方批准后执行，防止设备变形、损坏等事故的发生。折焰角拉稀管等承力部件，安装时保证长度一致，尽量使各单管受力均匀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 严格按工序顺序进行施工，各部件就位找正后可靠固定，保证部件安装位置符合设计要求。认真检查、调整锅炉各部件膨胀间隙，保证与设计相符。重点有以下几个部分：立式过热器、再热器管排与折焰角间隙、水平低温过热器与包墙、中隔墙间隙、所有管排与炉墙间间隙、水冷壁下联箱与水封槽间隙等。受热面吊杆及管道支吊架调整应根据安装进度和阶段进行多次调整，保证吊杆受力均匀，符合设计要求。 对口过程中应保证鳍片切割长度，防止焊接结束后在焊口位置产生集中应力，严禁不切割鳍片进行强力对口。上述工作必须由经验丰富的人员进行切割、自检，经专人检查、签字确认后方可进行管道焊接、密封焊接。 减温水、蒸汽吹灰、放气、疏水管道及支吊架布置合理，满足管道补偿和疏水要求，不影响锅炉整体膨胀。 点火前认真检查弹簧及恒力吊架的限位块和销轴是否全部取出，防止吊杆拉断和管道损伤。安装门孔、密封装置等部件时，梳形板不得直接放在管子上修割，以防损伤管子。
4、对焊接的要求
制定针对性的焊接技术方案或作业指导书，保证焊接、热处理、无损检测作业按作业指导书工艺要求进行，对于易产生应力集中部位，可采用热处理等手段进行预防控制。在承压部件直接焊接的工作必须由持有相应焊接资质证书（证书上考试项目符合现场作业要求）的焊工施焊，从事焊接、热处理、无损检测的人员必须持证上岗，其中高压焊工必须经过现场模拟考试合格后方能上岗。不得在承压部件上直接引弧，对T91/P91、TP347等高合金钢或不锈钢采用有高频引弧功能的电焊机。对发生电弧擦伤的部位，必须进行打磨（补焊）处理，经PT或MT检查合格后方能闭环，对于缺陷无法消除的部位必须进行换管处理。对割伤的管子根据厂家或规范规定的工艺标准要求进行补焊或更换。换管所用管材在使用前必须进行测厚、光谱复查，防止出现管子壁厚、材质错用现象。对于更换和补焊处理的管子要做好相关记录，增加焊口应在焊口定位图中标出。对于T91材质管道必须做好预热工作，并形成相关记录文件，对于P91材质管道必须全程温控记录，禁止中途拆除温控设施。在焊接结束进行热处理过程中必须保证保温棉的厚度、宽度及热处理升降温速度、恒温时间，防止出现硬度过高、过低现象。焊口缺陷返修时，严禁使用火焰切割或者碳弧气刨。 组合（安装）焊接过程中的电焊线不得破损，对于存在破损的焊线必须进行包扎或更换处理防止在移动过程中电弧击伤管子。 热处理机必须采用双路供电，热处理部位必须有可靠地防雨雪措施，防止因以外停电和天气因素造成热处理中断或温度骤降引起热处理区域金属组织发生变化。金属实验室的无损检测工作需由相应的Ⅲ级资质人员主持。无损检测的所有工器具必须在有合格效期内，并现场调试、校验合格后方能使用。在受热面安装、焊接工作结束后，对合金部件、焊缝全部进行光谱复查，以防错用，对发现的不合格品严格按照处理程序执行，并保证能闭环、可追溯。
四、调试及试运阶段采取的措施
1、机组化学清洗
为确保锅炉本体和炉前系统化学清洗质量，尽可能多地采用正式系统和设备，扩大化学清洗范围（除氧器、高低加、排汽装置及相应系统）。承担化学清洗的单位应具备《发电厂热力设备化学清洗单位管理规定》DL/T 977-2005 规定的相应资质。酸洗液中应添加合适的缓蚀剂，酸洗时的金属腐蚀速度应小于10g／m2•h。化学清洗后的金属表面应形成完整的保护膜，不应产生二次锈蚀和点蚀。循环酸洗应维持炉管中酸液的流速为0.2～0.5m／s，不得大于1m／s。开式酸洗应维持炉管中酸液的流速为0.15～0.5m／s，不得大于1m／s。清洗系统中至少设2处监视管，监视管段选用脏污程度比较严重的水冷壁管，其长度350mm～400mm，监视管内安装不少于3 片腐蚀指示片。不参加化学清洗的设备，系统应与化学清洗系统可靠地隔离，过热器不参加清洗时，采取充保护液保护措施。清洗完毕后，对锅炉水冷壁下集箱、省煤器进口集箱进行100 % 的割管检查、清理，对除氧器、高低加和凝汽器进行彻底清理等有效可行的措施，实现锅炉本体和炉前系统的内部清洁。化学清洗结束至锅炉点火启动时间控制在20天以内，如超过20 天应按照《火力发电厂锅炉化学清洗导则》DL/T 794-2011 的规定采取防锈蚀措施。
2、锅炉点火吹管
调试单位编制蒸汽吹管方案应有防止水冷壁、过热器、再热器等受热面超温的专项措施，并经审批后方可执行。吹管时必须在再热蒸汽冷段管上加装集粒器。集粒器设计、安装符合《火电机组启动蒸汽吹管导则》规定。在锅炉点火升压及吹管过程中，应按规程要求进行汽、水品质监督，汽水不合格不得进行吹管。为防止锅炉升温升压速度过快，导致再热器超温，应做到：开大机组高低压旁路，增加锅炉排污，加大锅炉给水流量；保持除氧器水温较低；优化磨煤机调整，保证足够的煤粉浓度和合适的煤粉细度。严格控制炉膛出口烟温不超过500℃(或按制造厂的要求)。 加强对锅炉膨胀系统检查，加强对各汽水管道的弹簧支吊架检查，发现问题及时处理。吹管过程中，应注意充分疏水，防止过热器和再热器因管内积水而形成的水塞，引起局部区域的管壁过热。至少应有一次中间停炉冷却，且冷却时间12h 以上，以提高吹洗效果。吹管过程中要重点监视启动分离器前螺旋水冷壁出口温度，水冷壁出口混合联箱温度及凝渣管出口联箱温度，并通过调节水煤比将其控制在上限报警温度以下。吹管结束后，应进行锅炉内部清洁度专项检查，检查范围包括：分隔屏过入口集箱、屏过、高过入口集箱、高再入口集箱、高温过热器及再热器底部U 型弯（抽查）。系统经清洁度检查合格后，封闭时采取可靠的措施，防止造成二次污染。封闭后，不得在管道上再进行可能影响管道内部清洁的工作。
3、机组整套启动
机组大联锁试验、FSSS 功能组试验、MFT 试验是保障锅炉安全性的重要热工保护试验，在整套试运前完成。 机组整套启动应严格执行《化学监督导则》DL/T 246-2006规定，应严格控制汽水品质, 做好锅炉试运期间排污管的带压排污工作。凝结水精处理装置要在首次启动时具备投用条件,以确保汽水品质达到规定的标准。机组启动前，应提高给水温度，以利于汽温调节，防止超温和汽温剧烈波动。锅炉升温升压应严格按制造厂升温升压曲线进行。 启动初期，应合理安排投运油枪数目或粉嘴数目和布置，防止大量的煤点燃后喷入炉膛导致锅炉的升温升压速度过快，造成受热面壁温差过大，产生较大的热应力，造成受热面寿命缩短甚至泄漏等危害。启动前调试单位应编制防受热面超温预案，启动时发现超温情况及时按超温预案处理，各级过热器和再热器出口壁温控制值严格按照锅炉厂壁温计算书要求设定，并在DCS上设置报警。燃烧调整，运行人员必须定时监视各受热面金属壁温，发现异常及时调整。吹灰控制，应确定合理的吹灰程序、参数吹灰周期，按照锅炉运行情况，包括蒸汽温度、烟气温度等，合理安排吹灰。
结语
在今后相当长的一段时期内，火电机组在我国仍占据主导地位。随着火电技术的进步，高参数、大容量、高效率的机组越来越多。因此，防受热面泄漏的工作显得尤为重要，只有不断总结，不断完善此项技术，才能推动火电机组的技术管理水平，确保机组稳定、安全运行。
参考文献：
1、《电力建设施工及验收技术规范（锅炉篇）》DL5190.2-2012
2、《电力建设施工质量验收及评价规程（锅炉机组）》2009版
3、中国电力投资集团公司《火电机组防止锅炉受热面泄露管理导则》
论文作者:鲍传春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：锅炉论文; 机组论文; 吹管论文; 水冷论文; 措施论文; 设备论文; 管道论文; 《电力设备》2018年第24期论文;