摘 要：介紹了自然循環(huán)鍋爐汽包的重要性，重點對自然循環(huán)鍋爐汽包密封面漏泄原因進行了系統(tǒng)和全面的研究，并結(jié)合發(fā)電一分廠熱力站三號鍋爐汽包人孔門漏泄事件進行了案例分析。最后，根據(jù)分析提出了漏泄治理對策，為整治和杜絕自然循環(huán)鍋爐汽包人孔門漏泄問題提供了具體的辦法和措施。

關(guān)鍵詞：鍋爐;自然循環(huán);汽包;漏泄;密封面;人孔門

中圖分類號：TH49? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）12-0059-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.12.016

0? ? 引言

酒鋼宏晟電熱公司熱力分公司現(xiàn)有3臺蒸發(fā)量為220 t/h的燃煤鍋爐，采用江西江聯(lián)能源環(huán)保股份有限公司產(chǎn)品——高溫高壓、自然循環(huán)、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、管式空氣預(yù)熱器、？裝型布置的汽包煤粉鍋爐（摻燒10%高爐煤氣）。該鍋爐為JG-220/9.8-M型自然循環(huán)鍋爐，汽包設(shè)計壓力為11.76 MPa，汽包內(nèi)介質(zhì)溫度為324 ℃，材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。汽包是自然循環(huán)鍋爐中最重要的受壓元件之一，體積大、壁厚，它與上升管和下降管相連接，是鍋爐水循環(huán)的中樞。

汽包結(jié)構(gòu)由筒身和封頭及內(nèi)部裝置等組成，筒身部分是由鋼板卷焊而成的圓筒，封頭是由鋼板模壓而成的，經(jīng)加工后再與筒身部分焊成一體，通常在封頭上留有橢圓形或圓形人孔，以備安裝和檢修之用[1]。人孔門密封常采用內(nèi)置式平面靜密封的方式，在實際運行期間經(jīng)常出現(xiàn)因人孔門密封不嚴而造成鍋爐被迫停運的事件。

2015年10月13日，熱力站三號鍋爐按計劃正常啟動，06：20點火啟動成功，08：30鍋爐運行崗位人員發(fā)現(xiàn)熱力站三號鍋爐汽包甲側(cè)人孔門處有漏水現(xiàn)象，此時熱力站三號鍋爐的運行參數(shù)為：汽包壓力0.7 MPa，主汽溫度230 ℃。08：50，鍋爐檢修人員現(xiàn)場確認完畢，漏泄點為熱力站三號鍋爐汽包甲側(cè)人孔門密封處，要求運行人員將汽包壓力降至0.5 MPa以下運行。10：10，鍋爐檢修人員熱緊汽包乙側(cè)人孔門螺栓后漏泄量無變化，現(xiàn)場鍋爐專業(yè)管理技術(shù)人員分析確認該人孔門的密封墊損壞，需放水后更換。11：00，熱力站三號爐停爐，自然降溫降壓。2015年10月14日12：30，熱力站三號鍋爐汽包人孔門檢修完畢，具備鍋爐啟動條件。

1? ? 原因分析

汽包人孔門是進入汽包檢查與檢修的通道，當汽包內(nèi)部檢修結(jié)束后，就要封閉人孔門[2]。人孔門密封的嚴密與否直接影響鍋爐的上水與鍋爐安全運行，因此人孔門的密封也是一項重要的工作內(nèi)容?，F(xiàn)對導(dǎo)致汽包人孔門密封面漏泄的常見因素進行分析。

1.1? ? 汽包密封墊使用不當

（1）汽包人孔門密封墊是保證汽包人孔門密封嚴密的關(guān)鍵備件。應(yīng)選用壓力和溫度等級大于汽包工作壓力和溫度的汽包密封墊，嚴禁使用低等級密封墊，否則在鍋爐打壓或啟動過程中，隨著鍋爐汽包內(nèi)部溫度和壓力的升高，低等級汽包密封墊會逐步失效，最終導(dǎo)致汽包人孔門漏泄，致使鍋爐被迫停運檢修。

（2）選用的汽包密封墊存在缺陷，如墊片工作面存在劃痕、凹凸、開裂及分層等，隨著汽包壓力和溫度的不斷升高，上述缺陷就會成為密封面的薄弱點，最終造成鍋爐在啟動中或運行期間汽包人孔門漏泄，鍋爐被迫停運檢修。

（3）選用的汽包密封墊厚度偏差較大，起不到密封作用。此類問題存在兩種情況，一是密封墊片過薄，汽包密封后沒有足夠的壓縮量，起不到密封效果;二是密封墊片過厚，汽包人孔門密封面與汽包本體密封面無法形成凹凸密封，同樣起不到密封效果。上述兩種情況在鍋爐打壓或啟動過程中會直接導(dǎo)致人孔門漏泄，鍋爐被迫停運。

1.2? ? 汽包人孔門檢修不當

（1）密封墊安裝不當導(dǎo)致人孔門漏泄。由于汽包人孔門屬于內(nèi)開式密封，在封閉人孔門時汽包人孔門密封面比較光滑，密封墊無法固定，經(jīng)常出現(xiàn)密封墊偏斜，密封墊不在有效的密封范圍內(nèi)，或有效密封不能滿足需求等問題，最終造成汽包人孔門漏泄。

（2）汽包人孔門密封面兩側(cè)光潔度不足，存在麻點、凹坑、機械硬傷等缺陷，檢修過程中未得到有效處理，人孔門回裝后導(dǎo)致密封面漏泄。汽包端面圖如圖1所示。

（3）汽包人孔門螺栓緊力不足，導(dǎo)致密封面漏泄。此問題存在兩方面因素：一個因素是汽包螺栓自身緊力不足，鍋爐啟動升壓期間未按照壓力在0.2～0.5 MPa對汽包人孔門螺栓進行熱緊處理;另一個因素是汽包螺栓絲扣與汽包人孔底扣螺紋間隙較大，在鍋爐啟動過程中因螺栓熱膨脹造成螺紋間隙再次放大，螺紋底扣與螺栓緊力不足造成螺栓脫扣，導(dǎo)致汽包人孔門無預(yù)緊力，從而發(fā)生漏泄。

1.3? ? 汽包人孔門密封墊未及時更換

汽包人孔門密封屬于靜密封，在汽包螺栓緊力的作用下達到靜密封效果[3]。在鍋爐啟動或停運期間，汽包筒壁溫度與人孔門的溫度總是存在偏差，溫度的偏差最終會導(dǎo)致汽包壁與人孔門產(chǎn)生相對的位移。同時，汽包螺栓緊力作用會導(dǎo)致密封墊粘連在汽包壁或人孔門兩側(cè)，造成密封面受到輕微損傷。汽包密封墊如若未及時得到更換，在鍋爐頻繁啟動或停運后，將導(dǎo)致密封面失效，最終造成汽包人孔門漏泄。

1.4? ? 汽包運行中常見故障

接管座焊口滲漏、封頭裂紋、人孔門襯墊損壞、人孔門螺栓銹蝕、汽包內(nèi)部裝置變化造成汽水流程短路、腐蝕、結(jié)垢、膨脹指示器失靈、汽水分離裝置松脫移位、水渣積聚、加藥管堵塞、保溫脫落等。

2? ? 實例分析

熱力站于2012年建成投產(chǎn)，配套建設(shè)3臺蒸發(fā)量為220 t/h的燃煤鍋爐，主要用于提供高爐汽動鼓風(fēng)機日常生產(chǎn)運行用汽和集團公司常用高溫高壓蒸汽。熱力站鍋爐按照公司規(guī)定每三年進行一次設(shè)備大修，對鍋爐所有主輔設(shè)備進行全面解體、定期檢查、清掃、測量、調(diào)整和修理，消除設(shè)備和系統(tǒng)的缺陷和隱患。

熱力站鍋爐汽包在大修中的檢修項目有：檢查和清理汽包內(nèi)部的腐蝕和結(jié)垢;檢查汽水分離器等裝置的嚴密性，拆下汽水分離器進行清洗和修理;檢查和清理水位計連通管、壓力表接頭和加藥管;檢查清理活動吊架，測量汽包傾斜和彎曲;核驗水位計指示的準確性;根據(jù)金屬監(jiān)督的安排，拆保溫層，檢查環(huán)焊縫、縱焊縫、集中下降管焊縫、人孔加強圈焊縫等。鍋爐汽包上述檢修項目屬于標準項目，未經(jīng)公司許可不得刪減任何項目內(nèi)容，目的是保證鍋爐汽包內(nèi)蒸汽均勻流動，減少氣泡的產(chǎn)生，改善汽包汽水分離效果，提高汽水循環(huán)的安全可靠性。

熱力站三號鍋爐最近一次年修于2013年10月進行，最近一次停爐消缺是在2015年4月，最近一次消缺沒有汽包檢修項目。查閱近兩年崗位日志，熱力站3臺鍋爐因配合高爐休風(fēng)、生產(chǎn)運行方式倒運及設(shè)備故障停運等因素，一號鍋爐兩年內(nèi)停運3次，二號鍋爐停運5次，三號鍋爐停運7次。截至2015年10月，三號鍋爐在一年度內(nèi)啟停操作共計5次。熱力站鍋爐運行啟停統(tǒng)計如圖2所示。鍋爐啟停冷熱膨脹容易造成汽包壁與人孔門產(chǎn)生相對位移，同時汽包螺栓緊力作用會導(dǎo)致密封墊粘連在汽包壁或人孔門兩側(cè)，在多次冷熱膨脹后被粘連的密封面會發(fā)生輕微損傷。10月13日，鍋爐點火運行過程中密封面失效導(dǎo)致汽包密封面漏泄，是造成熱力站三號鍋爐汽包人孔門漏泄的原因之一。

熱力站汽包密封墊原本應(yīng)使用1.5～2.0 mm厚度的密封墊，此次在熱力站三號鍋爐人孔門解體過程中確認熱力站三號鍋爐安裝時使用了4.0 mm密封墊。密封墊厚度使用不符合要求是導(dǎo)致熱力站三號鍋爐汽包人孔門漏泄的另一個原因。

在此次汽包漏泄處理過程中，檢查發(fā)現(xiàn)汽包人孔門底扣螺紋已有明顯磨損和銹蝕。同時，汽包螺栓原始安裝深度不足，僅有3～4扣，導(dǎo)致螺紋與螺栓配合存在緊力不足的現(xiàn)象。

綜上所述，鍋爐頻繁啟動后密封墊未及時更換，原有密封墊厚度不滿足要求，汽包人孔門螺栓緊力不足，在多方因素作用下最終導(dǎo)致漏泄的發(fā)生。

3? ? 人孔門漏泄治理措施

（1）汽包人孔門密封墊是保證汽包人孔門密封嚴密的關(guān)鍵備件，應(yīng)選用合格且壓力及溫度等級均高于汽包的高強石棉板或纏繞墊片。密封墊使用前應(yīng)檢查密封墊平整、光滑，無劃痕和溝痕;墊片內(nèi)外尺寸符合汽包人孔門密封要求，墊片有效密封寬度應(yīng)不少于20 mm。使用的密封墊片厚度應(yīng)在1.5～2.0 mm，不能太厚也不能太薄，滿足密封壓縮量即可。

（2）汽包人孔門回裝過程應(yīng)嚴格遵守《火力發(fā)電廠鍋爐機組檢修導(dǎo)則》，檢修時應(yīng)重點檢查人孔門，門蓋應(yīng)開關(guān)靈活，無卡澀;人孔門結(jié)合面應(yīng)完整和平整，門框和門蓋無裂紋，無麻點、凹坑、機械硬傷，出現(xiàn)上述缺陷應(yīng)及時處理和恢復(fù)。

（3）檢修人員進入鍋筒前應(yīng)清點和檢查須帶入鍋筒內(nèi)進行檢修的工具及專用的工作服。打開人孔門前確認鍋筒內(nèi)無剩余壓力，打開后應(yīng)裝上臨時人孔門，檢修人員離開鍋筒后應(yīng)立即關(guān)閉臨時人孔門，并上鎖和貼上專用封條。在鍋筒內(nèi)使用的電氣設(shè)備應(yīng)符合要求。筒體下半部的可見管管口應(yīng)有牢固的臨時封堵裝置，并檢查預(yù)留的固定封堵網(wǎng)罩。

（4）汽水分離裝置應(yīng)嚴密完整，分離器無松動和傾斜，接口應(yīng)保持平整和嚴密，分離器上的銷子和緊固螺母無松動、脫落，各管座孔及水位計、壓力表的連通管保持暢通，內(nèi)壁無污垢堆積或堵塞，溢水門坎水平誤差不得超過0.5 mm/m，全長水平誤差最大不得超過4 mm，鍋筒內(nèi)壁、內(nèi)部裝置和附件的表面須光潔，清洗孔板和均流孔板的孔眼無堵塞。

（5）檢查鍋筒內(nèi)外壁的縱縫和環(huán)縫、人孔門加強圈和預(yù)埋構(gòu)件焊縫;檢查集中下降管、分散下降管和其他可見管管座角焊縫。

（6）每次打開汽包人孔門后，應(yīng)對人孔門螺栓及底扣螺紋進行測量和檢查，螺紋應(yīng)無磨損和腐蝕，滿足螺栓緊力要求。鍋爐啟動期間應(yīng)在汽包壓力升至0.3～0.5 MPa時再熱緊一次人孔門螺栓。

（7）汽包人孔門密封墊的回裝應(yīng)安排經(jīng)驗豐富的檢修人員進行，作業(yè)過程中首先確認密封墊與人孔門有效密封區(qū)域完全吻合，并進行螺栓預(yù)緊，預(yù)緊后要測量人孔門各部間隙均勻，密封墊無偏斜，確認無誤后再次均勻緊固人孔門螺栓，直至達到緊力要求。

（8）針對頻繁啟停的鍋爐，應(yīng)結(jié)合鍋爐啟停次數(shù)，定期安排汽包人孔門墊片更換工作。有條件的電廠可縮短汽包人孔門墊片更換周期，一般情況下3年更換一次，啟動和停運頻繁的鍋爐可適當縮短至2年。

4? ? 結(jié)語

火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程就是一個能量轉(zhuǎn)換的過程，其中鍋爐就是一個特種壓力容器，同時也是火力發(fā)電廠三大主設(shè)備中的重要設(shè)備，鍋爐是否能夠安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系到電廠生產(chǎn)經(jīng)營的各個方面。汽包作為自然循環(huán)鍋爐最重要的受壓元件之一，其嚴密性直接關(guān)系到鍋爐整體運行安全。電廠檢修人員應(yīng)重視汽包日常點檢及檢修工作，在鍋爐停運期間做好汽包人孔門密封性分析和保障措施，切實保證汽包人孔門的嚴密性，杜絕因汽包人孔門漏泄而造成非計劃停爐事件。

[參考文獻]

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[2] 何佩鏊，趙仲琥，秦裕琨.煤粉燃燒器設(shè)計及運行[M].北京：機械工業(yè)出版社，1986.

[3] 西安電力學(xué)校.火力發(fā)電廠高壓鍋爐設(shè)備及運行[M].北京：水利電力出版社，1978.

收稿日期：2022-03-16

作者簡介：任雪鵬（1977—），男，甘肅嘉峪關(guān)人，工程師，主要從事設(shè)備檢修及管理工作。