李璽龍

火電機(jī)組基建階段防止鍋爐受熱面泄漏全過程質(zhì)量控制

李璽龍

（國電湖州南潯天然氣熱電有限公司）

本文主要介紹基建階段從鍋爐設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、整套啟動全過程質(zhì)量控制等方面的主要措施，有效防止了鍋爐省煤器、水冷壁、過熱器及再熱器等受熱面泄漏，提高了鍋爐運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。

火電；基建；防止；泄漏；控制

1 概述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大中型火力發(fā)電廠中，鍋爐事故約占全廠總事故的70%左右，而“四管”爆破在眾多鍋爐事故中出現(xiàn)最多，約占鍋爐事故的60～70%。目前國內(nèi)火電機(jī)組在整套啟動和試生產(chǎn)過程中，經(jīng)常發(fā)生鍋爐屏式過熱器、屏式再熱器、水冷壁折焰角以及省煤器等區(qū)域的爆管現(xiàn)象，造成了不必要的停機(jī)和經(jīng)濟(jì)損失。

2 基建階段鍋爐爆管原因分析

（1）鍋爐廠家焊口質(zhì)量差，主要是未焊透、鰭片咬邊等。

（2）管道母材存在缺陷，產(chǎn)生裂紋等問題而導(dǎo)致爆管。或者彎管質(zhì)量差、管道硬傷等缺陷。

（3）對鍋爐系統(tǒng)清潔度控制不嚴(yán)，氧化皮、焊條頭、磨光機(jī)片、電磨頭、施工用水壓堵頭及通球試驗(yàn)的用球等雜物堵塞管道或使流量減少引發(fā)爐管超溫爆管。

（4）鍋爐廠家聯(lián)箱加工有問題，眼鏡片未清理干凈及冷態(tài)在聯(lián)箱上未脫落的眼鏡片在運(yùn)行過程中脫落，堵塞管道或使流量減少引起爆管。甚至于發(fā)現(xiàn)部分集箱管座未鉆通。

（5）設(shè)計(jì)上對于膨脹考慮不周，導(dǎo)致熱態(tài)運(yùn)行拉裂。特別是部分小口徑的疏水、放氣、取樣管道膨脹間隙預(yù)留不足拉裂。

（6）受熱面安裝缺陷，如咬邊、未焊透、氣孔、夾雜、錯口，或者是電弧碰傷管道等。

（7）運(yùn)行中水質(zhì)長期較差，使內(nèi)管壁結(jié)垢嚴(yán)重導(dǎo)致傳熱變差，引起爆管。

（8）調(diào)試及運(yùn)行方式不當(dāng)或者煤種偏差大，造成管道超溫，管道母材疲勞導(dǎo)致爆管。鍋爐結(jié)焦，大焦砸傷管道。吹灰器運(yùn)行管理不善，導(dǎo)致吹灰器卡澀或未及時退出吹損管道。

3 在基建各個階段分別采取的措施

3.1 設(shè)計(jì)、招標(biāo)階段

（1）合理選擇設(shè)計(jì)煤種，根據(jù)煤種合理選擇鍋爐爐型和各項(xiàng)參數(shù)。重點(diǎn)考慮的是煤的揮發(fā)份Vdaf、熱值Qnet.ar、灰熔點(diǎn)、灰份Aar、硫份Sar、水份Mar、可磨系數(shù)HGI、飛灰沖刷磨損指數(shù)Ke等。

（2）招標(biāo)期間選用材料應(yīng)為成熟材料，不宜選用鋼研102材料、慎重選用T23材料。設(shè)備圖紙應(yīng)清楚標(biāo)出材料分界點(diǎn)、規(guī)格和名稱，同一管圈材質(zhì)不宜超過三種。

（3）結(jié)構(gòu)合理，能保證管子自由膨脹，避免出現(xiàn)阻礙、擠壓、拉伸，引起大的應(yīng)力和磨損。盡量減少安裝焊口數(shù)量。

（4）受熱面應(yīng)設(shè)計(jì)合理的吊掛點(diǎn)，彎頭等處不能承受外部的壓應(yīng)力或拉應(yīng)力。集箱要合理設(shè)置手孔。

（5）高溫輻射或?qū)α魇绞軣崦嫒肟谔師煖貞?yīng)低于煤灰軟化溫度，且當(dāng)兩者差值小于100℃時，管屏橫向間距應(yīng)足夠大，以防止結(jié)渣后堵塞煙氣通道。

（6）水冷壁應(yīng)進(jìn)行水動力計(jì)算，并滿足要求。

（7）各級過熱器、再熱器應(yīng)進(jìn)行水力偏差計(jì)算，選取合理的熱力偏差系數(shù)，并據(jù)此計(jì)算管壁溫度。適當(dāng)設(shè)置壁溫測點(diǎn)。

（8）過熱器和再熱器應(yīng)具有完備的汽溫調(diào)節(jié)措施，減少鍋爐左、右側(cè)汽溫偏差，防止管道超溫。

（9）建設(shè)單位可以與第三方簽訂鍋爐性能校核計(jì)算合同，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。

（10）新機(jī)組均應(yīng)設(shè)置鍋爐受熱面泄漏檢測裝置。

3.2 設(shè)備制造階段

（1）鍋爐制造原材料應(yīng)從具有相應(yīng)資質(zhì)和良好業(yè)績的供應(yīng)商中采購。

（2）要求鍋爐廠嚴(yán)格執(zhí)行合同。應(yīng)嚴(yán)格按照原材料檢驗(yàn)要求，加強(qiáng)原材料的入廠檢驗(yàn)工作，經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能接受。委托監(jiān)造單位必須及時發(fā)現(xiàn)問題，及時通知建設(shè)單位。

（3）從基建開始建設(shè)單位就嚴(yán)格執(zhí)行金屬與壓力容器監(jiān)督相關(guān)規(guī)章制度，編制電廠的《壓力容器安全監(jiān)督實(shí)施細(xì)則》和《金屬監(jiān)督實(shí)施細(xì)則》并正式發(fā)布到各相關(guān)單位。

（4）與當(dāng)?shù)仉娍圃汉炗啞痘A段壓力容器、金屬設(shè)備制造質(zhì)量檢驗(yàn)》合同，要求電科院專家對鍋爐廠、汽輪發(fā)電機(jī)廠家、四大管道設(shè)備進(jìn)行駐廠檢驗(yàn)，重點(diǎn)監(jiān)督鍋爐大板梁、四大管道、汽輪機(jī)葉片的制造質(zhì)量。

（5）建設(shè)單位要及時與監(jiān)造單位簽訂《鍋爐監(jiān)造協(xié)議》，建設(shè)單位應(yīng)在設(shè)備合同中明確鍋爐設(shè)備監(jiān)造要求，確定設(shè)備關(guān)鍵控制點(diǎn)，并委托有資質(zhì)的設(shè)備監(jiān)造單位開展設(shè)備監(jiān)造工作，參加監(jiān)造單位組織的設(shè)備關(guān)鍵控制點(diǎn)的見證。要求監(jiān)造單位在鍋爐廠有專人駐廠監(jiān)造，及時發(fā)現(xiàn)了管材缺陷和制造缺陷。

（6）設(shè)備監(jiān)造工作應(yīng)符合《設(shè)備工程監(jiān)理規(guī)范》（GB/T 26429-2010）的有關(guān)規(guī)定。

（7）充分發(fā)揮電科院、監(jiān)造單位的作用，定期召開分析會，確保各單位嚴(yán)格執(zhí)行合同要求，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3.3 現(xiàn)場安裝階段

（1）鍋爐安裝應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》國務(wù)院令第549號等有關(guān)規(guī)定。

（2）設(shè)備領(lǐng)用后，檢查受熱面和聯(lián)箱表面應(yīng)無裂紋、折疊、龜裂、壓扁、砂眼、分層、焊偏、咬邊、氣孔、凹坑及腐蝕等表面缺陷。

（3）在組合安裝前，檢查受熱面、聯(lián)箱內(nèi)應(yīng)無積水、腐蝕和雜物。所有聯(lián)箱內(nèi)部均應(yīng)采用內(nèi)窺鏡檢查，必要時割管檢查。

（4）在駐廠和到貨檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建設(shè)單位還應(yīng)積極發(fā)動各施工單位施工人員發(fā)現(xiàn)鍋爐受熱面制造缺陷，設(shè)立一定的獎勵基金，每發(fā)現(xiàn)一處獎勵若干元，重大缺陷加倍獎勵，獎勵直接發(fā)放到個人。

（5）建設(shè)單位、管理公司、監(jiān)理公司人員發(fā)現(xiàn)缺陷。

（6）為確保鍋爐安裝質(zhì)量，建設(shè)單位應(yīng)與有關(guān)單位簽訂《鍋爐壓力容器、壓力管道安裝質(zhì)量檢驗(yàn)檢測》合同。要求派人長期駐電廠對安裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，從而做到及時發(fā)現(xiàn)、解決問題。

（7）各受熱面管道安裝前進(jìn)行通球試驗(yàn)，檢查管內(nèi)的清潔度，要求施工單位對鋼球進(jìn)行編號，每天上班領(lǐng)用和下班歸還鋼球時要登記，確保鋼球不遺失在受熱面內(nèi)。

（8）加強(qiáng)對現(xiàn)場管道焊接工作的過程監(jiān)督，特別是要重點(diǎn)控制水冷壁鰭片、燃燒器散管、風(fēng)箱等與受熱面管道施焊工作的監(jiān)督（焊工要持證上崗，要不定期抽查）。

（9）受熱面焊工須持證上崗，焊接前應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)模擬練習(xí)，模擬練習(xí)合格并經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)后方可進(jìn)行施工焊接。受熱面的焊接工藝評定應(yīng)符合《焊接工藝評定規(guī)程》（DL/T 868-2004）的有關(guān)規(guī)定，并根據(jù)工藝評定確定焊接工藝。

（10）焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范。

（11）建設(shè)單位應(yīng)編制《鍋爐“四管”防磨防爆實(shí)施細(xì)則》和《鍋爐“四管”防磨防爆獎懲細(xì)則》并及時下發(fā)到各單位執(zhí)行。

（12）對于密集的聯(lián)箱小口徑管焊接、頂棚管靠近水冷壁附近的焊口等無法正常焊接的焊口，應(yīng)采用鏡面焊。

3.4 水壓試驗(yàn)階段

（1）鍋爐本體水壓試驗(yàn)應(yīng)符合《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第2部分：鍋爐機(jī)組》（DL5190.2-2012）的有關(guān)規(guī)定及制造廠技術(shù)文件的要求。

（2）水壓試驗(yàn)的水質(zhì)應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件要求，無要求時，應(yīng)采用除鹽水。

（3）水壓試驗(yàn)前應(yīng)選定水冷壁、省煤器、高溫過熱器、高溫再熱器上的監(jiān)測管段，在水壓前和水壓后分別測量監(jiān)測管段的外徑，檢查是否有脹粗現(xiàn)象。

（4）水壓試驗(yàn)合格的標(biāo)準(zhǔn)是：①受壓元件金屬壁和焊縫無泄漏及濕潤現(xiàn)象；②受壓元件沒有明顯的殘余變形。

（5）鍋爐水壓試驗(yàn)時的環(huán)境溫度一般應(yīng)在5℃以上，否則應(yīng)有可靠的防寒防凍措施。

（6）水壓試驗(yàn)前準(zhǔn)備好充足的檢查人員，做好人員檢查的分工并書面落實(shí)，做到人人心中有數(shù)，各階段檢查后要集中匯總?cè)毕萸闆r，確保每一處受熱面均能檢查到位，及時發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)。

3.5 化學(xué)清洗階段

（1）承擔(dān)化學(xué)清洗的單位應(yīng)具備《發(fā)電廠熱力設(shè)備化學(xué)清洗單位管理規(guī)定》（DL/T 977-2005）規(guī)定的相應(yīng)資質(zhì)。

（2）鍋爐化學(xué)清洗要按照《鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》（TSG G5003-2008）《火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》（DL/T 794-2012）進(jìn)行。塔式爐過熱器宜納入化學(xué)清洗范圍。

（3）化學(xué)清洗介質(zhì)和濃度等參數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)垢的成分，鍋爐設(shè)備的構(gòu)造、材質(zhì)等，通過試驗(yàn)確定（清洗單位要有專門的試驗(yàn)報(bào)告）?；瘜W(xué)清洗介質(zhì)中應(yīng)添加合適的緩釋劑和還原劑。奧氏體鋼的清洗介質(zhì)和緩蝕劑，不應(yīng)含有易產(chǎn)生晶間腐蝕的敏感離子，如氯離子、氟離子等。

（4）在化學(xué)清洗開始前，調(diào)試單位組織發(fā)電、管理、監(jiān)理、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等相關(guān)單位進(jìn)行技術(shù)交底，并就酸洗過程中可能出現(xiàn)的緊急情況提出應(yīng)對措施，確保酸洗順利進(jìn)行。

（5）化學(xué)清洗結(jié)束后對監(jiān)視管段的清洗成膜情況及水冷壁管段的成膜情況進(jìn)行了抽查。

（6）化學(xué)清洗結(jié)束至鍋爐啟動時間不應(yīng)超過20d，如超過20d應(yīng)按照《火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》（DL/T 794-2012）的規(guī)定采取防銹蝕措施。為減少鍋爐養(yǎng)護(hù)成本，防止再次銹蝕，宜在化學(xué)清洗后20d內(nèi)實(shí)現(xiàn)鍋爐點(diǎn)火沖管。

3.6 吹管階段

（1）在鍋爐吹管前調(diào)試所組織相關(guān)單位進(jìn)行技術(shù)交底，就吹管過程中可能出現(xiàn)的緊急情況提出應(yīng)對措施，調(diào)試單位應(yīng)編制蒸汽吹管方案及防止水冷壁、過熱器、再熱器等受熱面超溫措施，并經(jīng)審批后執(zhí)行。

（2）建設(shè)單位組織各相關(guān)單位對鍋爐本體的膨脹進(jìn)行檢查，詳細(xì)記錄鍋爐的熱膨脹值。

（3）對于降壓吹管的汽包爐在開啟吹管臨時閥時，應(yīng)控制汽包水位不宜過高，以防止蒸汽帶水進(jìn)入過熱器，造成過熱器管、聯(lián)箱管座焊口受損傷，成為鍋爐爆管的隱患。

（4）吹管結(jié)束時宜采取熱態(tài)造膜、熱爐放水余熱烘干的辦法進(jìn)行受熱面內(nèi)保養(yǎng)。

（5）在吹管前可與專業(yè)的第三方簽訂了吹管后割管檢查合同，盡可能徹底發(fā)現(xiàn)鍋爐受熱面彎頭、三叉管、節(jié)流孔圈、集箱內(nèi)部異物。

（6）吹管結(jié)束至鍋爐再次點(diǎn)火啟動時間不應(yīng)超過20d，如超過20d應(yīng)采取防腐保護(hù)措施。

某項(xiàng)目：在吹管結(jié)束后割管檢查發(fā)現(xiàn)高溫過熱器、屏式過熱器集箱內(nèi)有鐵絲、氧化鐵、鐵屑、墊片等異物，共有9處接管座角焊縫內(nèi)部焊瘤超標(biāo)，均進(jìn)行了換管處理。低再入口集箱內(nèi)發(fā)現(xiàn)有鐵絲、氧化鐵、焊條頭、砂輪片、石塊等異物，全部取出異物。

為了保證吹管后割管檢查質(zhì)量，委托專業(yè)的第三方單位進(jìn)行檢查，同時要求割管檢查必須徹底，不留任何疑點(diǎn)和隱患。某項(xiàng)目#1爐共計(jì)割口檢查86只集箱，做射線拍片檢驗(yàn)位置176處。

為了確保長周期運(yùn)行，有效降低因煤質(zhì)變化造成受熱面的加速磨損，延長受熱面使用壽命，委托專業(yè)防磨噴涂公司對低再三組水平管上部管排的1、2、3根管、低過三組水平管上部1、2、3根管、三叉管、空預(yù)器入口煙道擋板迎風(fēng)面進(jìn)行防磨噴涂。防磨噴涂公司要嚴(yán)格按照已簽訂的技術(shù)協(xié)議要求進(jìn)行受熱面管子表面清洗、噴砂、噴涂，噴涂厚度、面積等符合技術(shù)要求。

3.7 整套啟動階段

（1）機(jī)組調(diào)試初期，由于啟停頻繁，嚴(yán)格按照廠家要求的升負(fù)荷、升溫、升壓速率控制鍋爐的燃燒率，控制鍋爐管材的應(yīng)力。

（2）嚴(yán)格遵守《電力基本建設(shè)熱力設(shè)備化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》（DL/T 889-2004）和《超臨界火力發(fā)電機(jī)組水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，嚴(yán)格控制直流鍋爐汽、水品質(zhì)，防止管材的結(jié)垢、腐蝕和氫脆。禁止在水處理系統(tǒng)、除氧器運(yùn)行不正?；蛩|(zhì)不合格的情況下，進(jìn)行鍋爐整體試運(yùn)行。

（3）機(jī)組在帶負(fù)荷階段根據(jù)規(guī)程要求，控制主、再熱蒸汽溫度和鍋爐各處管壁溫度在正常范圍。對超溫現(xiàn)象嚴(yán)格考核，預(yù)防管壁超溫?fù)p壞。

（4）啟動初期，應(yīng)合理安排投運(yùn)油槍數(shù)目或粉嘴數(shù)目和布置，防止大量的煤粉點(diǎn)燃后噴入爐膛導(dǎo)致鍋爐的升溫升壓速度過快，造成受熱面壁溫差過大，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，造成受熱面壽命縮短甚至泄漏等危害。

（5）分部調(diào)試期間，關(guān)于鍋爐冷熱態(tài)動力場、磨煤機(jī)一次風(fēng)平衡、制粉系統(tǒng)的煤粉細(xì)度等參數(shù)要對調(diào)試人員做詳細(xì)要求，減少鍋爐本體管壁的熱負(fù)荷偏差和管材磨損。

（6）運(yùn)行人員經(jīng)常檢查鍋爐燃燒情況和爐膛結(jié)焦情況，發(fā)現(xiàn)偏燒及時調(diào)整，發(fā)現(xiàn)大塊結(jié)焦要及時清除。

（7）直流鍋爐應(yīng)快速通過分離器從濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)運(yùn)行過程，并保證運(yùn)行的平穩(wěn)性。避免干濕態(tài)轉(zhuǎn)換出現(xiàn)反復(fù)、水冷壁壁溫出現(xiàn)大幅波動。

（8）隨著機(jī)組負(fù)荷逐步增加，分階段安排人員進(jìn)行設(shè)備巡視，重點(diǎn)檢查記錄鍋爐本體、支吊架、各處小口徑的膨脹情況，及時消除膨脹不暢隱患。

（9）要及早完善吹灰程控系統(tǒng)，對吹灰器要加強(qiáng)檢查，及時發(fā)現(xiàn)未退出的吹灰器。

（10）為及時發(fā)現(xiàn)爆管故障，避免事故擴(kuò)大，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視。

4 結(jié)束語

防止鍋爐受熱面泄漏工作貫穿于設(shè)計(jì)、制造、安裝、試運(yùn)各過程，在工程建設(shè)期間要統(tǒng)籌考慮，發(fā)揮設(shè)計(jì)、監(jiān)造、安裝、調(diào)試及監(jiān)理單位作用，實(shí)行分級管理，編制好防鍋爐受熱面泄漏專項(xiàng)質(zhì)量計(jì)劃或措施，加強(qiáng)過程控制，嚴(yán)格旁站，把好檢查關(guān)。在試運(yùn)階段加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整和參數(shù)監(jiān)視，避免受熱面超溫等措施。通過以上措施的實(shí)施，做到超前預(yù)測，加強(qiáng)預(yù)防，將會收到良好的效果。

[1]岑可法，等.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[J].中國電力出版社，2003.

[2]胡建鋼，巫世晶.電力工程建設(shè)設(shè)備監(jiān)理手冊[M].中國電力出版社，2003.

TM621.2

A

1004-7344（2016）31-0214-02

2016-10-18

李璽龍（1980-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)、300MW機(jī)組基建、運(yùn)行、設(shè)備管理工作。