鍋爐受熱面防磨防爆檢查中的相關(guān)問題處理

徐 春

（浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 寧波 315722）

1 鍋爐設(shè)備概述

某發(fā)電廠選用哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司與三井巴布科克（MB）公司合作設(shè)計(jì)、制造的超臨界直流鍋爐，型號為HG-1890/25.4-YM4。一次中間再熱、滑壓運(yùn)行，配內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)，固態(tài)排渣、單爐膛、平衡通風(fēng)、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、Π型露天布置。

鍋爐汽水流程以內(nèi)置式汽水分離器為界，雙流程設(shè)計(jì)。水冷壁為膜式，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁為垂直管屏。從冷灰斗進(jìn)口一直到標(biāo)高約43.96 m的中間混合集箱之間為螺旋管圈水冷壁，連接至爐膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊掛管，然后經(jīng)下降管引入折焰角和水平煙道側(cè)墻，再引入汽水分離器。汽水分離器出來的蒸汽引至頂棚和包墻系統(tǒng)，再進(jìn)入尾部煙道低溫過熱器，然后流經(jīng)屏式過熱器和末級過熱器。

煙氣依次流經(jīng)上爐膛的屏式過熱器、末級過熱器、水平煙道中的高溫再熱器，至尾部雙煙道后煙氣分2路。一路流經(jīng)前部煙道中的立式和水平低溫再熱器、省煤器，一路流經(jīng)后部煙道的水平低溫過熱器、省煤器，最后流經(jīng)布置在下方的2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

2 鍋爐重點(diǎn)檢查部位與處理方法

2.1 水冷壁

重點(diǎn)檢查：吹灰器附近的水冷壁管有無吹損，冷灰斗的水冷壁有無砸傷，水冷壁中部聯(lián)箱（簡稱水中聯(lián)）處的透火情況，燃燒器喉口處的磨損與結(jié)焦，折焰角與左/右側(cè)墻水冷壁的焊縫處漏風(fēng)，折焰角與后墻垂直水冷壁懸吊管的焊縫，大包內(nèi)水冷壁出口聯(lián)箱處角的焊縫，大包內(nèi)水冷壁的蠕漲等情況。

對有經(jīng)常性磨損的部位分析原因，并利用超音速電弧噴涂新工藝有效控制磨損。經(jīng)現(xiàn)場檢查，處理效果較明顯，經(jīng)過1個(gè)小修周期后，分泌層和保護(hù)層仍然附著在水冷壁表面，對水冷壁起著很好的保護(hù)作用。

水中聯(lián)透火處理，主要部位在螺旋管圈與垂直管的交匯處，采取的方法是利用密封條焊接在鰭片處，將打倒料注入到密封條槽中。此方法可以減輕使用密封板焊接透火處理對原有鰭片和水冷壁管的損傷。

水冷壁下爬坡與側(cè)墻交界處的漏風(fēng)部位也極易吹損，檢查時(shí)應(yīng)把浮灰清理干凈，用手電從下往上照，吹損部位很容易看到,該部位應(yīng)用耐火材料抹上。

折焰角與后墻垂直水冷壁懸吊管的焊縫和大包內(nèi)水冷壁出口聯(lián)箱處角焊縫，采用著色的方法進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無水冷壁管焊縫拉裂的情況發(fā)生。

2.2 省煤器

磨損是省煤器發(fā)生的主要缺陷。特別是近幾年隨著煤質(zhì)變差，磨損缺陷明顯增多，其中磨損部位主要發(fā)生在彎頭處。在檢修實(shí)踐中，磨損深度在1.0 mm以下一般采取加護(hù)鐵處理，對磨損較普遍的部位加護(hù)鐵，可降低磨損程度。

省煤器缺陷多發(fā)生在彎頭部位，尤其是省煤器與包墻接觸的部位，該部位檢查困難，有些部位只能憑手感，對此類缺陷的處理，一是改進(jìn)煙道結(jié)構(gòu)，二是將靠近爐墻部位彎頭加裝護(hù)簾，三是對省煤器彎頭作防磨處理。

同時(shí)，由于運(yùn)行過程中省煤器再熱側(cè)懸吊管（爐前側(cè)）產(chǎn)生晃動，與后煙道支撐梁磨損，可以采取割削支持梁后加裝防磨瓦的處理辦法。

2.3 屏式過熱器

重點(diǎn)檢查入口段T91管段的蠕漲情況，夾持管的壁厚與縱向、橫向的裂紋，出口聯(lián)箱內(nèi)有無異物，底部彎頭氧化皮，受熱面管的外觀，尤其要觀察間隔管與立管間的磨損、底部彎頭的壁厚等情況。

對于屏式過熱器夾屏管的橫向裂紋，采用手電光柱與管子垂直的方式來觀察是否有裂紋；對于縱向裂紋，采用手電光柱水平放置的觀察方式。

屏式過熱器入口段T91管深度裂紋檢查時(shí)要將管外的氧化皮用銼刀敲掉后，再檢查管子表面有無氧化裂紋以及氧化裂紋的嚴(yán)重程度等，可根據(jù)裂紋的密度、長度和深度來確定是否換管。

2.4 高溫再熱器

檢查管排間距是否均勻，有無變形、移位，固定卡、管卡是否有燒壞、脫落、變形、磨損等情況，穿頂棚部位是否有漏風(fēng)磨損現(xiàn)象。

存在的最大問題在高溫再熱器出口管頂棚下的異種鋼焊口處。由于焊口兩側(cè)為T91與TP347H材質(zhì)，并且安裝時(shí)管屏中的管間距大小不一，造成間距較小的管子受熱膨脹受阻，管子彎曲變形，在異種鋼焊口處產(chǎn)生較大的應(yīng)力。同時(shí)，在異種鋼焊口處的管壁較薄，長時(shí)間運(yùn)行容易造成爆管。檢修期間可以對焊口處著色，檢查管子的外觀，徹底的處理辦法為將異種鋼焊口移至大包內(nèi)。

固定高溫再熱器受熱面管屏的角鐵在運(yùn)行過程中受熱變形，容易脫落，落入撈渣機(jī)后易造成撈渣機(jī)卡澀，嚴(yán)重影響撈渣機(jī)的運(yùn)行安全?？梢圆捎?塊月牙板取代角鋼，將高溫再熱器管屏固定，防止運(yùn)行過程中管子出列。

改造后采用吊箍卡增大固定裝置與管子的接觸面積，這樣有效地改善了管子變形出列情況，也避免了梳形卡對管子的碰磨。吊箍卡和連接銷材料選用Cr25Ni13高鎳不銹耐熱鋼。連接銷在2根管之間卡住前后2塊波浪板并焊死，管卡連接銷的開口方向呈上下相間布置，這樣可以防止吊箍卡上下受力不均。

2.5 低溫過熱器

低溫過熱器的上層下側(cè)、中層上側(cè)磨損嚴(yán)重。由于此處吹灰器為長伸縮式，伸入尾部煙道后因?yàn)樽陨碇亓Φ淖饔茫瑢?dǎo)致槍頭下垂，從而造成省煤器吊掛管與低溫過熱器的接觸處磨損。應(yīng)停止此處吹灰器的運(yùn)行，防止吹損加劇。

2.6 低溫再熱器

磨損是該處受熱面的主要缺陷，發(fā)生部位主要在管子的彎頭處。由于低溫再熱器與前包墻、中間隔墻的距離較近，容易形成煙氣走廊，對管子的彎頭造成磨損。對于磨損較嚴(yán)重的需更換彎頭，不是很嚴(yán)重的則可加裝防磨護(hù)鐵。

由于鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成前包墻處的保溫鐵盒與低溫再熱器上部彎頭的機(jī)械磨損，將保溫鐵盒提升30 mm的高度并用角鐵支撐，在彎頭處加裝防磨護(hù)鐵，達(dá)到對彎頭保護(hù)的目的。

3 爐外管檢查

汽水管道及汽水聯(lián)箱封頭、手孔堵、彎頭是鍋爐外部承壓部件的薄弱環(huán)節(jié)。分析表明，汽水管道彎頭內(nèi)表面的2個(gè)高應(yīng)力區(qū)，在鍋爐啟停、溫度變化時(shí)其局部應(yīng)力超過材料屈服極限時(shí)，表面原有的磁性氧化鐵保護(hù)膜會損壞，在含氧水的作用下再次氧化造膜，如此反復(fù)形成應(yīng)力腐蝕疲勞破壞。因其發(fā)生在內(nèi)壁不易發(fā)現(xiàn)，對運(yùn)行已久的鍋爐，必須重視爐外承壓部件的損壞問題。為防止鍋爐外部承壓部件損壞，建議采取以下的防范措施：

（1）制作管道彎頭時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制彎頭不圓度，必要時(shí)增加壁厚，合金管及大口徑管采用回火工藝以消除冷彎時(shí)引起的加工硬化與殘余應(yīng)力。

（2）對于已運(yùn)行多年的鍋爐，汽水管道不圓度超過8%的彎頭，在鍋爐啟停次數(shù)超過允許值時(shí)，要加強(qiáng)彎頭內(nèi)表面的檢查。

（3）加強(qiáng)金屬監(jiān)督，防止錯用鋼材，控制焊接工藝及質(zhì)量。

（4）加強(qiáng)鍋爐管道支吊架檢查，杜絕管道膨脹受阻現(xiàn)象。

（5）防止因工作環(huán)境差，發(fā)生管道外部腐蝕加速減薄現(xiàn)象的發(fā)生。

4 鍋爐受熱面管子需更換的情況

對鍋爐受熱面管子，經(jīng)檢查有下列情況之一時(shí)，應(yīng)予以更換。

（1）碳鋼和低合金鋼管壁厚減薄大于30%或按式（1）計(jì)算，剩余壽命（RL）小于一個(gè)大修周期。

式中：δ為最近一次測量的壁厚；δ0為管子原始壁厚；D為管子原始外徑；σVC為鋼材使用溫度下的最低蠕變強(qiáng)度極限；P為管內(nèi)壓力；C為壁厚減薄速度；δ1為上一次測量的壁厚；τ為δ和δ1測量之間累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。

（2）碳鋼管脹粗超過3.5%D，合金鋼管脹粗超過2.5%D。

（3）腐蝕點(diǎn)深度大于壁厚的30%。

（4）高溫過熱器管和高溫再熱器管表面氧化皮厚度超過0.6 mm，且晶界氧化裂紋深度超過3～5個(gè)晶粒。

（5）碳鋼、鉬鋼的石墨化不低于四級。

（6）表面裂紋肉眼可見。

（7）常溫機(jī)械性能低，運(yùn)行1個(gè)小修間隔后的殘余計(jì)算壁厚已不能滿足強(qiáng)度計(jì)算要求。

5 結(jié)語

從以往經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際案例來看，鍋爐泄漏原因主要是過熱器及再熱器系統(tǒng)超溫，省煤器、水冷壁、爐外管磨損，以及由于機(jī)組升降負(fù)荷頻繁，導(dǎo)致爐管熱疲勞、膨脹受阻最終導(dǎo)致管道開裂。針對鍋爐泄漏的原因，要嚴(yán)格控制檢修換管工藝及焊接工藝；控制鍋爐參數(shù)和各受熱面壁溫在允許范圍內(nèi)，防止超溫、超壓、滿水、缺水等事故的發(fā)生。鍋爐啟停階段參數(shù)的控制應(yīng)嚴(yán)格按照啟停曲線進(jìn)行，鍋爐變工況運(yùn)行時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對水冷壁、過熱器、再熱器等受熱面壁溫及工質(zhì)溫度的監(jiān)視和調(diào)整，防止發(fā)生參數(shù)大幅度變化及管壁超溫現(xiàn)象。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)受熱面的使用壽命和運(yùn)行情況，加大受熱面及爐外管設(shè)備改造力度，只有這樣才能減少鍋爐事故的發(fā)生。

[1]鄢曉忠.鍋爐設(shè)備檢修[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]周昕.火力發(fā)電廠鍋爐受熱面失效分析與防護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2003.