亞臨界機(jī)組鍋爐鍋筒缺陷統(tǒng)計(jì)及檢驗(yàn)建議

于建明 錢林峰 錢 公

(中國特種設(shè)備檢測(cè)研究院 北京 100013)

隨著近些年電力行業(yè)節(jié)能減排的要求，鍋爐向著大容量、高蒸汽參數(shù)的方向發(fā)展，越來越多的超(超)臨界機(jī)組鍋爐投入運(yùn)行。但是目前國內(nèi)還存在不少的亞臨界機(jī)組鍋爐在服役，并且在短時(shí)間內(nèi)難以被替換。

作為亞臨界機(jī)組鍋爐的重要組成部件，鍋筒是給水、蒸發(fā)系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)的樞紐。來自省煤器出口的給水進(jìn)入鍋筒，并通過下降管將水送入水冷壁下集箱，水冷壁受熱后產(chǎn)生的汽水混和物送入鍋筒。鍋筒內(nèi)布置有各種型式的汽水分離裝置，回到鍋筒內(nèi)的汽水混和物經(jīng)過汽水分離裝置把蒸汽分離出來，經(jīng)過清洗凈化，將飽和蒸汽送入過熱器系統(tǒng)。因?yàn)殄佂步Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，圍繞它的裝配工作和焊接工作也復(fù)雜。鍋爐投運(yùn)后，鍋筒內(nèi)存在復(fù)雜的溫度應(yīng)力場(chǎng)，運(yùn)行環(huán)境差，氧腐蝕嚴(yán)重。且汽水壓力較高，鍋筒壁厚大，導(dǎo)致其承受不小的熱疲勞。特別是遇到機(jī)組頻繁啟停及變負(fù)荷情況發(fā)生時(shí)，熱疲勞也會(huì)不斷增大。以上原因?qū)е洛佂彩莵喤R界機(jī)組鍋爐常產(chǎn)生缺陷的部件。檢驗(yàn)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理鍋筒產(chǎn)生的缺陷，是消除鍋爐安全隱患，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。本文是在收集匯總了近百臺(tái)300MW級(jí)別亞臨界機(jī)組鍋爐的鍋筒檢驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)常見缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。這些鍋爐機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為0.4萬h至17萬h不等，鍋爐型式均為∏型布置，燃燒方式為四角切圓或前后墻對(duì)沖方式，過熱器出口工作壓力為16.7MPa至18.5MPa不等，涵蓋了目前國內(nèi)普遍采用的大型鍋爐制造廠生產(chǎn)的亞臨界機(jī)組鍋爐型式。

1 亞臨界機(jī)組鍋爐鍋筒主要缺陷

針對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的鍋筒缺陷，對(duì)亞臨界鍋筒的缺陷情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，常見缺陷有14種，按其發(fā)生部位分列如下：

1)鍋筒筒體：鍋筒對(duì)接焊縫超標(biāo)埋藏缺陷，內(nèi)壁氧腐蝕，對(duì)接焊縫表面裂紋等。

2)鍋筒內(nèi)部裝置：內(nèi)部預(yù)埋件裂紋，汽水分離裝置缺陷，給水清洗裝置缺陷，懸風(fēng)分離器襯板與筒體角焊縫表面裂紋等。

3)鍋筒引入引出管：集中下降管管座角焊縫表面裂紋，給水管管座角焊縫表面裂紋，給水套管熱疲勞裂紋，安全閥管座角焊縫表面裂紋，加藥管孔表面裂紋，集中下降管管座角焊縫超標(biāo)埋藏缺陷，水位計(jì)連通管堵塞等。

2 缺陷出現(xiàn)比例的統(tǒng)計(jì)

按照缺陷出現(xiàn)比例的高低進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，將其分為2個(gè)等級(jí)，即A類缺陷(出現(xiàn)比例高于10%)、B類缺陷(出現(xiàn)比例低于10%)。

2.1 A類缺陷

該類缺陷如圖1所示，按其出現(xiàn)比例從高到低排列如下：

圖1 A類缺陷出現(xiàn)比例

1)內(nèi)部預(yù)埋件裂紋；

2)集中下降管管座角焊縫表面裂紋；

3)給水管管座角焊縫表面裂紋；

4)汽水分離裝置缺陷。

2.2 B類缺陷

該類缺陷如圖2所示，按其出現(xiàn)比例從高到低排列如下：

圖2 B類缺陷出現(xiàn)比例

1)給水清洗裝置缺陷；

2)鍋筒對(duì)接焊縫超標(biāo)埋藏缺陷；

3)水位計(jì)連通管堵塞；

4)對(duì)接焊縫表面裂紋；

5)內(nèi)壁氧腐蝕；

6)集中下降管管座角焊縫超標(biāo)埋藏缺陷；

7)懸風(fēng)分離器襯板與筒體角焊縫表面裂紋；

8)加藥管孔表面裂紋；

9)安全閥管座角焊縫表面裂紋；

10)給水套管熱疲勞裂紋。

3 對(duì)亞臨界機(jī)組鍋爐鍋筒檢驗(yàn)的優(yōu)化建議

鍋筒檢驗(yàn)是亞臨界機(jī)組鍋爐檢驗(yàn)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方案一般依據(jù)《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中往往偏重概括性和全面性，必然存在對(duì)某類鍋爐檢驗(yàn)針對(duì)性不強(qiáng)的情況。由于亞臨界機(jī)組鍋爐有其缺陷發(fā)生的特殊性，故檢驗(yàn)人員根據(jù)鍋爐部件的實(shí)際情況調(diào)整檢驗(yàn)方案是尤為重要的，即不僅要注意缺陷的檢出率，還要強(qiáng)調(diào)時(shí)效性。

通過以上分析，可以明確的是：對(duì)于A類缺陷，編制方案時(shí)應(yīng)當(dāng)突出重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法和比例，并在檢驗(yàn)過程中投入相對(duì)多的檢驗(yàn)力量；對(duì)于B類缺陷，可在滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的條件下，根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀況，適當(dāng)減少檢驗(yàn)力量的投入。

但需注意，出現(xiàn)比例高低并不能代表檢驗(yàn)力量投入力量多少。因?yàn)橐恍┲卮笕毕?，如鍋筒水位?jì)連通管堵塞，雖出現(xiàn)比例不高，但對(duì)鍋爐安全影響大?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)只有綜合判斷，突出重點(diǎn)，才能避免鍋筒缺陷的漏檢從而保證鍋爐的安全運(yùn)行。

1 車得福,莊正寧,李軍,王棟.鍋爐[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2008,535.

2 TSG G0001-2012 鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.[S].

3 1999 鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則.[S].

4 錢林峰,于建明,錢公.超(超)臨界鍋爐水冷壁缺陷統(tǒng)計(jì)及檢驗(yàn)優(yōu)化建議[J].電力安全技術(shù),2013,205:30.