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(hào)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(dòng)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(lái)的蒸汽引至頂棚和包墻系統(tǒng)，再進(jìn)入尾部煙道低溫過(guò)熱器，然后流經(jīng)屏式過(guò)熱器和末級(jí)過(guò)熱器。

煙氣依次流經(jīng)上爐膛的屏式過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)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(guò)熱器、省煤器，最后流經(jīng)布置在下方的2臺(tái)三分倉(cāng)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(wú)吹損，冷灰斗的水冷壁有無(wú)砸傷，水冷壁中部聯(lián)箱（簡(jiǎn)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(duì)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(chǎng)檢查，處理效果較明顯，經(jīng)過(guò)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(duì)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(duì)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(wú)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(duì)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(duì)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(duì)省煤器彎頭作防磨處理。

同時(shí)，由于運(yùn)行過(guò)程中省煤器再熱側(cè)懸吊管（爐前側(cè)）產(chǎn)生晃動(dòng)，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(guò)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(wú)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(duì)于屏式過(guò)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(lái)觀察是否有裂紋；對(duì)于縱向裂紋，采用手電光柱水平放置的觀察方式。

屏式過(guò)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(wú)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(zhǎng)度和深度來(lái)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(wú)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(wèn)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易造成爆管。檢修期間可以對(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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(kāi)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(guò)熱器

低溫過(guò)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(zhǎng)伸縮式，伸入尾部煙道后因?yàn)樽陨碇亓Φ淖饔?，?dǎo)致槍頭下垂，從而造成省煤器吊掛管與低溫過(guò)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(duì)管子的彎頭造成磨損。對(duì)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(duì)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(guò)材料屈服極限時(shí)，表面原有的磁性氧化鐵保護(hù)膜會(huì)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(duì)運(yùn)行已久的鍋爐，必須重視爐外承壓部件的損壞問(wèn)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(duì)于已運(yùn)行多年的鍋爐，汽水管道不圓度超過(guò)8%的彎頭，在鍋爐啟停次數(shù)超過(guò)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(cuò)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(duì)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(cè)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(cè)量的壁厚；τ為δ和δ1測(cè)量之間累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。

（2）碳鋼管脹粗超過(guò)3.5%D，合金鋼管脹粗超過(guò)2.5%D。

（3）腐蝕點(diǎn)深度大于壁厚的30%。

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

（5）碳鋼、鉬鋼的石墨化不低于四級(jí)。

（6）表面裂紋肉眼可見(jiàn)。

（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(yǔ)

從以往經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際案例來(lái)看，鍋爐泄漏原因主要是過(guò)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?tīng)t管熱疲勞、膨脹受阻最終導(dǎo)致管道開(kāi)裂。針對(duì)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(duì)水冷壁、過(guò)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(guó)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(guó)電力出版社，2003.