馬 利

（同煤集團王村煤業(yè)公司水暖科， 山西 大同 037003）

引言

在電站鍋爐的日常使用過程中，水冷壁管結(jié)構(gòu)較易產(chǎn)生形變，因此水冷壁管變形后的整形工作是保持鍋爐性能的關(guān)鍵。但是在以往的水冷壁管整形工作中，由于沒有掌握其形變規(guī)律，只得通過水冷壁管的更換來進行維修，造成成本的浪費。近年來，隨著人們對于水冷壁管變形研究的深入，機械矯正技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水冷壁整形領(lǐng)域。

1 電站鍋爐水冷壁機械矯正分析

機械矯正技術(shù)是通過機械力的作用改變水冷壁管的形狀，從而使其恢復(fù)正常的狀態(tài)，提升鍋爐運行的安全性，并且取代傳統(tǒng)的水冷壁管更換模式，具有較多的優(yōu)勢。首先水冷壁管機械矯正的操作較為簡單，只需要小范圍地作業(yè)，不僅省去了大型吊裝設(shè)備的使用，還節(jié)約了大量的人力。同時由于避免了吊裝設(shè)備的使用，也就不需要在鍋爐結(jié)構(gòu)上進行吊裝開口工作，避免了作業(yè)過程對于爐體結(jié)構(gòu)的破壞，可以保障爐體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。另外機械矯正施工操作最大的優(yōu)勢便是不再需要購入一整套新的水冷壁管系統(tǒng)，大大節(jié)約了維修成本，可以有效減少運行成本。

首先，機械矯正是通過對于水冷壁管施加機械力進而使其發(fā)生形變進行整形工作，這一過程中水冷壁管容易產(chǎn)生冷作硬化，水冷壁管材料的塑性能力也會大幅下降，導(dǎo)致水冷壁管脆性變大，影響其日常使用。因此，機械矯正作業(yè)對于水冷壁管材料的塑性要求較高。

其次，在電站鍋爐水冷壁管整形工作中使用機械矯正技術(shù)時，在操作前需要了解水冷壁管的形變狀態(tài)，因此近年來人們加強了對爐膛爆炸爆燃后水冷壁管形變規(guī)律的研究。在電站鍋爐爐膛發(fā)生爆炸爆燃時，水冷壁管會受到巨大的沖擊，而這個沖擊對于水冷壁管形變的影響大致分為兩類。一是巨大的沖擊破壞了水冷壁管內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu)，這樣水冷壁管系統(tǒng)就失去了整體性，連接處的斷裂釋放了巨大的沖擊力，水冷壁管形變較小[1]。二是當(dāng)水冷壁管整體結(jié)構(gòu)不被破壞時，其形變大多是以爆炸受力為中心向兩側(cè)遞減的均勻受力彎曲，壁管整體受力變化較為均勻，不會發(fā)生受沖擊而彎折，因此形變幅度較小。同時在爐膛內(nèi)部的水冷壁管周圍也設(shè)有剛性梁結(jié)構(gòu)，可以有效傳導(dǎo)爆炸沖擊力，將之轉(zhuǎn)移到爐尾結(jié)構(gòu)，有效保障了爐膛的安全。根據(jù)以上分析，我們可以看出爐膛爆炸爆燃導(dǎo)致的水冷壁管系統(tǒng)形變不會造成水冷壁管的材質(zhì)發(fā)生性能的劣化，而且產(chǎn)生的是塑性形變只需要通過機械較位便可以恢復(fù)正常使用狀態(tài)，因此在電站鍋爐水冷壁整形工作中使用機械矯正技術(shù)十分適宜。

2 電站鍋爐水冷壁整形工藝分析

1）需要調(diào)查水冷壁管系統(tǒng)的形變狀態(tài)，掌握形變范圍及程度，隨后再根據(jù)實際情況選擇機械矯正工藝，根據(jù)不同的水冷壁管結(jié)構(gòu)選用不同的矯正工藝，目前常見的水冷壁管類型見圖1。而在機械矯正工作中，最為關(guān)鍵的步驟便是將水冷壁管的應(yīng)力進行釋放，這一過程中需要使用千斤頂及起重滑輪等設(shè)備進行輔助。

圖1 常見水冷壁管類型

2）對電站鍋爐水冷壁管進行整形時，需要對不同部分的水冷壁管進行分別整形，而且在機械矯正作業(yè)之前需要對周邊的鍋爐水冷壁進行加固，以確保其可以在水冷壁管矯正施工時提供有效支護，確保機械矯正工作的順利進行。

3）要進行施工計劃的制定。在這一過程中，需要派專業(yè)的檢測人員對水冷壁管進行整體的檢測，確認水冷壁內(nèi)測是否有開裂、破損等結(jié)構(gòu)性問題，同時通過整體觀察確定水冷壁初步確定形變范圍及程度。在此基礎(chǔ)之上，為了確保機械矯正施工的質(zhì)量，還需要對于水冷壁管的材料性能進行測試，不僅要測試其塑性，還要在實驗室對后期的矯正工作進行模擬，從而進一步確定施工工藝。當(dāng)前還可以結(jié)合計算機系統(tǒng)對于整體的水冷壁管內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)進行分析[2]。

4）要進行水冷壁管的應(yīng)力釋放。由于爐膛內(nèi)部剛性梁結(jié)構(gòu)的存在，水冷壁管形變的發(fā)生往往是因為水冷壁位移導(dǎo)致的剛性梁塑性形變而引起的。因此剛性梁的拆除工作是水冷壁管應(yīng)力釋放的關(guān)鍵，需要拆除開剛性梁，并切割部分的管屏鰭片，釋放部分應(yīng)力讓水冷管壁恢復(fù)塑性形變狀態(tài)。在應(yīng)力釋放完成之后，需要在爐膛內(nèi)測的管屏鰭片之上焊接鋼絲，并根據(jù)之前的施工設(shè)計將這些鋼絲與管壁的牽引點相連接，在牽引點連接之后，要確保管壁受到的牽引力均勻，為后期的應(yīng)力調(diào)整過程打下基礎(chǔ)。在膜式管壁牽引工作完成之后，便是進行管壁的調(diào)平，在這一過程中首先需要進行初步的管壁調(diào)平，需要及時調(diào)節(jié)管壁的受力狀態(tài)，在水冷壁管整體受力狀態(tài)達到平衡之后還要對水冷壁管的平整度進行檢查，而對于不平整處的調(diào)整矯正需要利用起重滑輪及千斤頂進行受力調(diào)節(jié)，在必要時還可以通過切割管屏鰭片加以調(diào)整[3]。完成這一工序后，鍋爐水冷壁管的模式管壁已經(jīng)初步恢復(fù)了平整，也基本可以滿足日常使用的要求，此時需要進行水冷壁管系統(tǒng)的狀態(tài)檢查，確保機械矯正工作符合設(shè)計要求，避免了日后的二次施工，減少人力及成本的浪費。當(dāng)確保機械矯正整形后的水冷壁管性能后，需要對于整形后的水冷壁管進行加固，加固點要分布均勻同時要考慮其受力狀況對關(guān)鍵部位進行重點加固，在確保水冷壁管結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定后進行剛性梁的安裝。在此之后需要對于水冷壁結(jié)構(gòu)進行加固與恢復(fù)，從而完成水冷壁整形施工。還需要對矯正后的爐膛尺寸進行檢測與調(diào)整，使?fàn)t膛恢復(fù)設(shè)計尺寸并進行整體加固，確保鍋爐的工作狀態(tài)。

5）對矯正后的鍋爐結(jié)構(gòu)進行整體的檢測，利用金相分析、磁粉探傷等工藝檢查水冷壁結(jié)構(gòu)是否存在問題，并檢測水冷壁的硬度及塑性參數(shù)測量，確保鍋爐使用的安全性[4]。同時需要建立鍋爐水冷壁管的數(shù)據(jù)記錄平臺，在進行機械矯正整形時需要對于水冷壁管的參數(shù)進行記錄與分析，并通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化矯正工藝，提升施工效率。同時在施工結(jié)束后，也要對于施工信息及水冷壁狀態(tài)進行數(shù)據(jù)的歸檔，這些信息的記錄便于日后進行水冷壁整形工作時技術(shù)人員更好地掌握水冷壁的狀態(tài)。

3 結(jié)語

利用機械矯正進行鍋爐水冷壁的整形，可以有效減少施工的人力及成本，具有光明的應(yīng)用前景。因此，需要掌握水冷壁狀態(tài)，合理設(shè)計機械矯正工藝，做好應(yīng)力釋放及受力調(diào)節(jié)工作，并在矯正后檢測水冷壁及鍋爐狀態(tài)，確保水冷壁整形工作效果，保障電站鍋爐的安全運行。

[1]馬凱，韓文濤，閻維平，等.電站鍋爐爐膛強化傳熱分區(qū)段計算方法優(yōu)化[J].動力工程學(xué)報，2017，37（10）：773-779.

[2]沈國清，張世平，安連鎖，等.基于聲陣列的電站鍋爐水冷壁泄漏定位研究[J].動力工程學(xué)報，2014，34（11）：843-849.

[3]盛青軍.電站鍋爐螺旋水冷壁射線探傷貼片方法改進[J].河南科技月刊，2013（3）：44.

[4]李子唯.淺談電站鍋爐膜式水冷壁監(jiān)造質(zhì)量控制要點[J].工程技術(shù)，2016（12）：323-324.