陳世然， 王元新

（中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

1 存在問題

該鍋爐是一個(gè)鋼鐵企業(yè)65 MW高爐煤氣發(fā)電工程的高溫超高壓鍋爐，燃料為高爐煤氣，于2017年9月26日正式投產(chǎn)，負(fù)荷50%～60%，平穩(wěn)運(yùn)行。10月8日3#高爐點(diǎn)火投產(chǎn)，鍋爐機(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)開始升負(fù)荷，10：45點(diǎn)升負(fù)荷到58 MW、90%；在下午4:00交接班例行巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)，鍋爐尾部受熱面膨脹異常，受熱膨脹嚴(yán)重受阻，具體表現(xiàn)：

⑴在鍋爐尾部受熱面17.0 m標(biāo)高位置——低溫省煤器與高溫省煤器、低溫再熱器之間的膨脹節(jié)，沒有出現(xiàn)應(yīng)有的變形現(xiàn)象：受熱面整體向下膨脹、擠壓膨脹節(jié)變形收縮，膨脹節(jié)豎向方向尺寸變小。

⑵尾部受熱面呈現(xiàn)不正常的向外膨脹現(xiàn)象：吊掛裝置的吊桿出現(xiàn)上頂（松弛）現(xiàn)象，低溫再熱器、高溫省煤器的吊桿上頂。

⑶低溫再熱器出口集箱垂直向上膨脹50 mm。

⑷膨脹節(jié)左右兩側(cè)鋼板開裂。

⑸膨脹節(jié)上方的煙氣分配電動(dòng)擋板門左右兩側(cè)鋼板開裂。

⑹低溫再熱器入口集箱安全閥的前、后恒力彈簧吊架，前者彈簧沒有發(fā)生移位變化，后者變化量過小。

⑺低溫再熱器入口集箱安全閥的排汽管道沒有發(fā)生位移變化。

220 t/h高溫超高壓鍋爐膨脹異常的實(shí)測值與設(shè)計(jì)值見表1。

發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象后，隨即降低負(fù)荷，負(fù)荷維持在40%～60%。

2 處理經(jīng)過

經(jīng)總包單位組織鍋爐廠、鍋爐安裝施工單位、筑爐施工單位、膨脹節(jié)生產(chǎn)廠、恒力彈簧吊架制造廠等各方技術(shù)人員，查看現(xiàn)場，分析原因，查證圖紙、設(shè)計(jì)，追溯施工細(xì)節(jié)，一致認(rèn)為該現(xiàn)象的出現(xiàn)，是鍋爐尾部受熱面——低溫再熱器、高溫省煤器的膨脹受到嚴(yán)重的障礙，其主要原因是膨脹部件活動(dòng)受阻。膨脹部件活動(dòng)受限的最大可能原因是：膨脹節(jié)內(nèi)耐火層澆注影響膨脹節(jié)工作。因此，應(yīng)該立即停爐進(jìn)一步檢查，查找、分析、核實(shí)原因，再對癥下藥整改；編制了應(yīng)急預(yù)案，要求施工單位同步備料、機(jī)具、人員以確保盡快處理。

表1 220 t/h高溫超高壓鍋爐膨脹異常的實(shí)測值與設(shè)計(jì)值一覽表

隨即安排停機(jī)整改，各關(guān)聯(lián)單位的技術(shù)人員次日到場。進(jìn)入鍋爐檢查發(fā)現(xiàn)，膨脹節(jié)段耐火層未設(shè)置伸縮縫，是一體結(jié)構(gòu)；未按設(shè)計(jì)施工，造成結(jié)構(gòu)上的缺陷，障礙膨脹。

3 原因分析

經(jīng)全面檢查鍋爐尾部受熱面、煙道，查看膨脹節(jié)、筑爐耐火層、鍋爐剛性梁與懸掛受熱面的關(guān)系、低溫再熱器、高溫省煤器、水冷屏、與之連接安裝的管道等狀態(tài)，現(xiàn)象如下：

⑴膨脹節(jié)段耐火層，自上而下，與爐墻耐火層一體澆注而成，中間無隔斷、縫；

⑵膨脹節(jié)段耐火層，無變形、損壞現(xiàn)象；

⑶鍋爐溫度降到50℃時(shí)，鍋爐尾部的外在膨脹現(xiàn)象消失，各吊桿恢復(fù)原位；尾部受熱面、吊掛裝置正常，無異?，F(xiàn)象；尾部受熱面、吊掛裝置與剛性梁關(guān)系正確，無無關(guān)連接；低溫再熱器入口集箱的恒力彈簧吊架發(fā)生移位變化變化不明顯，其安全閥的排汽管道沒有發(fā)生位移變化；

⑷鑿開膨脹節(jié)段耐火層，發(fā)現(xiàn)：

①耐火層厚度200 mm，膨脹活動(dòng)件無任何移動(dòng)痕跡；

②活動(dòng)件的臨時(shí)支撐固定鋼板，未拆除，仍固定在原處；

③織物膨脹節(jié)的膨脹縫、膨脹活動(dòng)空間及移動(dòng)件，均澆注在一體耐火層內(nèi)；見圖1。

圖1 膨脹節(jié)被澆注

⑸煙氣分配電動(dòng)擋板門除兩側(cè)端板開裂外，無其他異?，F(xiàn)象。

⑹鍋爐其他部位、受熱面的膨脹正常，符合設(shè)計(jì)，無異?，F(xiàn)象。

經(jīng)各方查看、論證、分析，一致認(rèn)為，根本原因是膨脹節(jié)處的耐火層沒有正確施工，膨脹縫未按照要求設(shè)置，致使膨脹失效。

4 整改措施

經(jīng)過結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，查證圖紙，結(jié)合膨脹節(jié)功能，作用范圍和要求，以及滿足鍋爐尾部受熱面的膨脹需要，采取以下措施以快速地解決問題：

⑴按照設(shè)計(jì)要求，重新設(shè)置膨脹縫，保證膨脹節(jié)的功能正常發(fā)揮：

①鑿除膨脹縫處上下280 mm范圍的耐火層，下方直到膨脹節(jié)剛性支撐梁板；切斷耐火層的鋼筋網(wǎng)，形成上、下斷開的2個(gè)部分；拆除原臨時(shí)支撐件。

②280 mm 長（垂直方向）、厚度 200 mm“L”形區(qū)域填塞復(fù)合硅酸鋁氈/板，最終厚度壓縮為80 mm，不超過90 mm，不少于50 mm；形成無障礙的、自由膨脹活動(dòng)的空間。

③以細(xì)的不銹鋼鋼絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)護(hù)好負(fù)荷硅酸鋁氈/板，防止吹走。

④在此膨脹空間段（280 mm）外側(cè)，澆注一層160 mm厚度耐火層。

原耐火層斷開成為上、下兩段，200 mm的空間填棉氈形成膨脹活動(dòng)空間；原耐火層外緊貼做一層耐火層，下部與原耐火層下段澆注成一體，整體形成一個(gè)“│”嵌入“L”形，與膨脹活動(dòng)的套筒保持一致，確保膨脹暢通無阻。見圖2。

設(shè)以階躍信號作為輸入信號，幅值為r，假設(shè)系統(tǒng)的誤差不是很大，則根據(jù)泰勒級數(shù)的展開式有eau-1≈au，根據(jù)中值定理，圖1系統(tǒng)輸出Ψ為

圖2 改造后的膨脹節(jié)

⑵自然風(fēng)干養(yǎng)護(hù)30 h。

⑶烘爐24 h。按照烘爐曲線進(jìn)行。

⑷整體提升低溫再熱器、蒸發(fā)器、低溫省煤器吊位，即擰緊吊桿頂部螺母。

⑸試驗(yàn)、調(diào)整恒力彈簧吊架。

通過拉力試驗(yàn)確認(rèn)彈簧是否符合要求；將閥前的彈簧更換為彈性系數(shù)較小的彈簧。

⑹調(diào)整低溫再熱器進(jìn)口集箱的安全排汽管道的固定方式。

安全閥排汽管道φ426×10計(jì)22 m，沿高度方向布置4個(gè)環(huán)形抱箍，改環(huán)形抱箍，增加與排汽管道的間隙，避免阻礙管道隨受熱面膨脹而活動(dòng)。

5 實(shí)施效果

10月11日晚上9:00停爐，10月14日凌晨2：30完成所有的整改措施，10月15日8:00點(diǎn)火，晚上10:00并網(wǎng)發(fā)電；低負(fù)荷40%運(yùn)行到10月16日8:00，開始升負(fù)荷，到下午4:00負(fù)荷至56 MW；觀察膨脹平衡、到位、正常，符合設(shè)計(jì)要求；經(jīng)后續(xù)幾天的密切觀察，一切正常，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。這表明，問題得到了根本性的解決，原因查證正確、處理措施得當(dāng)。

6 總結(jié)

該問題的出現(xiàn)，根本原因是尾部受熱面的膨脹節(jié)耐火層澆注錯(cuò)誤，消除了膨脹節(jié)的功能，是一起比較嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

該事件發(fā)生后，EPC總承包方積極處理，充分發(fā)揮了EPC總承包單位的優(yōu)勢，積極地履行EPC總承包工作而承擔(dān)的全過程工程咨詢職責(zé)和功能：

⑴反應(yīng)迅速，立刻應(yīng)對生產(chǎn)要求：給業(yè)主方定心丸，確保設(shè)備、系統(tǒng)安全；基本沒影響生產(chǎn)；

⑵落實(shí)現(xiàn)場情況，給予業(yè)主非?？尚诺脑蚍治龊蛻?yīng)急預(yù)案；

⑶在等待高爐休風(fēng)過程中，積極組織關(guān)聯(lián)單位人員到場，一起分析原因、提出解決措施；消除可能的原因，先行驗(yàn)證可能的原因；同時(shí)按照預(yù)備整改方案，立刻準(zhǔn)備好材料、機(jī)具、作業(yè)人員，待條件具備即刻展開整改作業(yè)；

⑷停爐后，同步觀察現(xiàn)象；待條件成熟，即進(jìn)入爐內(nèi)檢查，拆除隱蔽，進(jìn)一步核實(shí)原因；

⑸依據(jù)情況和因素，很快確定了問題的根本原因和解決方案，隨即展開作業(yè)；

從發(fā)現(xiàn)問題到停爐，77 h；停爐、找原因、定方案、整改，到重新并網(wǎng)發(fā)電，97 h。

⑹原因分析、問題的解決方案、整改，恢復(fù)生產(chǎn)，安排緊湊、行動(dòng)有效；將損失降到最小。

一個(gè)較大項(xiàng)目的實(shí)施，涉及設(shè)備生產(chǎn)商多，專業(yè)化程度高；構(gòu)成的各種設(shè)備和系統(tǒng)復(fù)雜、繁多，性能、技術(shù)、節(jié)能、環(huán)保、安全、成本、質(zhì)量、進(jìn)度等要求比較高，確實(shí)需要一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域夠?qū)?、業(yè)務(wù)范圍夠廣、總體整合能力夠強(qiáng)的單位，實(shí)施全方位的管理，充分保障項(xiàng)目的順利而高效地投產(chǎn)，節(jié)約項(xiàng)目投資。建設(shè)方則省錢省心省力，項(xiàng)目盡快投產(chǎn)見效，這是EPC項(xiàng)目承包模式和全過程工程咨詢管理的優(yōu)勢，也是國家推廣全過程工程咨詢管理這一新型工程建設(shè)組織模式的目的。