任天田

中國(guó)電力工程有限公司，中國(guó)·北京 100037

1 引言

啟動(dòng)試驗(yàn)是對(duì)新建火力電廠整個(gè)發(fā)電配電系統(tǒng)設(shè)備、生產(chǎn)準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)的全面檢驗(yàn)，也是保證機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵步驟。鍋爐專業(yè)作為火電廠運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，整個(gè)啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中包含機(jī)組鍋爐管道進(jìn)行酸洗、吹管以及水壓試驗(yàn)是鍋爐專業(yè)調(diào)試的三大主線，酸洗能夠有效清除管道內(nèi)壁的鐵銹、吹管能夠有效清理管道內(nèi)的雜物、水壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行?duì)焊口的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，新裝火電廠鍋爐管道只有經(jīng)過(guò)管理控制，才能夠保證設(shè)備的安全運(yùn)行，為火電廠發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2 火力發(fā)電廠啟動(dòng)試驗(yàn)概述

2.1 火力發(fā)電廠設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成

火力發(fā)電廠運(yùn)行的過(guò)程中通過(guò)燃料化學(xué)能到機(jī)械能再到電能的轉(zhuǎn)化來(lái)達(dá)到發(fā)電的目的，火力發(fā)電的主要燃料包括煤炭、石油以及天然氣，燃料在鍋爐內(nèi)充分燃燒后將水加熱至形成高溫高壓的過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽經(jīng)管道傳輸推動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的帶動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成包含汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)三個(gè)部分，涉及諸多設(shè)備品種以及數(shù)量，高溫高壓是主要運(yùn)行環(huán)境，鍋爐以及壓力管道在整個(gè)系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置，無(wú)論是安裝監(jiān)督還是調(diào)試試驗(yàn)都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的管理把控[1]。

2.2 火力發(fā)電廠啟動(dòng)試驗(yàn)必要性

2.2.1 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，消除安全隱患

火力電廠構(gòu)成比較復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行的核心為熱力系統(tǒng)也就是鍋爐系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)論是工況還是運(yùn)行環(huán)境都十分惡劣，隨時(shí)有爆炸或者泄露的風(fēng)險(xiǎn)。整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的安裝過(guò)程中涉及眾多排管、焊接等流程，因此安裝后的試驗(yàn)質(zhì)量決定著整個(gè)電廠的運(yùn)行質(zhì)量，一旦安裝與試驗(yàn)工作脫離，不僅會(huì)造成調(diào)試工作遺漏影響運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)留下一定的安全隱患。就整個(gè)機(jī)組而言，無(wú)論是鍋爐設(shè)備還是管道設(shè)備，看似細(xì)微的不足都會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。為此只有經(jīng)過(guò)有嚴(yán)苛的試驗(yàn)才能夠在對(duì)熱力系統(tǒng)安裝原理與運(yùn)行過(guò)程詳細(xì)了解的基礎(chǔ)之上對(duì)整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，并從中及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題并采取積極的應(yīng)對(duì)措施。

2.2.2 嚴(yán)把技術(shù)關(guān)，達(dá)到理想運(yùn)行

現(xiàn)代電力需求不斷升高，技術(shù)要求也在不斷升高。想要整個(gè)電廠達(dá)到理想的運(yùn)行狀態(tài)，必須對(duì)整個(gè)設(shè)備參數(shù)以及需求參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的掌握，同時(shí)保證從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、安全等多重角度出發(fā)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行性能以及配置，從根本上提高能源轉(zhuǎn)換率。而該過(guò)程建立在試驗(yàn)調(diào)試基礎(chǔ)之上，相關(guān)技術(shù)人員在不斷地調(diào)試試驗(yàn)過(guò)程中完成經(jīng)驗(yàn)的積累，進(jìn)行有效運(yùn)行技術(shù)數(shù)據(jù)的收集，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的缺陷以及異常參數(shù)等進(jìn)行全面掌握，并通過(guò)靈活的技術(shù)運(yùn)用以及整改及時(shí)完成信息傳遞，解決基建遺留問(wèn)題，挖掘系統(tǒng)生產(chǎn)潛力，確保能夠可靠運(yùn)行。

2.2.3 嚴(yán)把管理關(guān)，確保長(zhǎng)期發(fā)展

想要保證火力發(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行和長(zhǎng)期發(fā)展，前期的準(zhǔn)備工作同后期的運(yùn)營(yíng)管理維護(hù)同樣重要。尤其在信息化、數(shù)字化、智能化迅速發(fā)展的今天，整個(gè)火力電廠的管理調(diào)度也完成了科學(xué)化的轉(zhuǎn)變，機(jī)組投產(chǎn)前的試驗(yàn)工作確立于明確的生產(chǎn)指標(biāo)以及工作標(biāo)準(zhǔn)之上，該過(guò)程中加強(qiáng)機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)的全過(guò)程管理有助于科學(xué)衡量基礎(chǔ)建設(shè)工作的效果和成果，是踐行質(zhì)量?jī)?yōu)先基本管理原則的深度體現(xiàn)，可以通過(guò)主動(dòng)介入、消化設(shè)計(jì)意圖、熟悉設(shè)備性能、察覺問(wèn)題癥結(jié)、完善熱控邏輯確保健康移交生產(chǎn)，確保整個(gè)電廠的長(zhǎng)期發(fā)展。

3 火力發(fā)電廠啟動(dòng)試驗(yàn)要點(diǎn)

3.1 酸洗

3.1.1 酸洗目的

酸洗工作室是組啟動(dòng)試驗(yàn)的重中之重，酸洗的目的在于通過(guò)一定的化學(xué)工藝在化學(xué)藥劑水溶液與水汽系統(tǒng)的反應(yīng)之下將鍋爐內(nèi)壁以及管道內(nèi)壁的腐蝕產(chǎn)物、鐵銹以及沉淀物等有效清除。因?yàn)樵谒到y(tǒng)管道制造、運(yùn)輸、安裝焊接的過(guò)程當(dāng)中會(huì)有一定的污染物以及氧化物的殘留，通過(guò)酸洗試驗(yàn)不僅能夠保證清潔度，縮短新機(jī)啟動(dòng)與正常運(yùn)行的磨合時(shí)間，更能在鍋爐系統(tǒng)以及管道內(nèi)壁形成致密的保護(hù)膜，該保護(hù)膜的形成有助于減緩設(shè)備腐蝕保證發(fā)電過(guò)程當(dāng)中的水汽品質(zhì)，同時(shí)也是提升鍋爐熱效率的有效措施之一。

3.1.2 酸洗工作控制重點(diǎn)

機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜材質(zhì)特殊，要想確保酸洗工作的順利完成，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的策劃以及科學(xué)的部署，試驗(yàn)工作進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中以DL/T794—2001《火力發(fā)電廠鍋爐鍋爐化學(xué)清洗（鍋爐酸洗鈍化）導(dǎo)則》為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相關(guān)工作原則制定清洗明確試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)控制清洗點(diǎn)，同時(shí)采取一定的環(huán)保措施及時(shí)對(duì)廢棄溶液進(jìn)行處理和排放。

酸洗工作進(jìn)行的前提在于合理的化學(xué)試劑的選擇，當(dāng)前常見的化學(xué)酸洗試劑包括檸檬酸草、鹽酸、EDTA 以及混合酸試劑，以氣液兩相流為主要清洗技術(shù)，整個(gè)清洗過(guò)程中酸性物質(zhì)會(huì)與管道內(nèi)壁表面的沉淀物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)采用鼓泡的方式保證汽液兩相流的形成，從而提升清潔劑同污垢的有效接觸，將不溶性沉淀物變成可溶鹽類并溶解于清潔介質(zhì)當(dāng)中有效排出。整個(gè)酸洗過(guò)程當(dāng)中，不同化學(xué)試劑的選擇有著不同的清潔效果。

其中，鹽酸酸法工藝簡(jiǎn)單，成本較低，能夠有效地溶解鐵垢以及水垢，是傳統(tǒng)火力發(fā)電廠啟動(dòng)試驗(yàn)當(dāng)中常見的清洗工藝；而檸檬酸酸洗法最明顯的優(yōu)勢(shì)在于使用方便安全，同時(shí)不會(huì)對(duì)管道鍋爐基體造成危害性腐蝕，在氧化鐵垢溶解能力上效果較為明顯。不過(guò)，隨著大容量機(jī)組的使用以及奧氏體鋼和特種鋼材的應(yīng)用，鹽酸酸洗以及檸檬酸洗法在酸洗工作完成之后會(huì)排出一定環(huán)境污染的酸洗廢液[2]。而目前EDTA 法成為酸洗主流，該方法以絡(luò)合原理為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)弱酸性到強(qiáng)酸溶解的逐漸遞進(jìn)。隨著PH 值的不斷上升，有效地保證鐵垢的溶解，清洗過(guò)程當(dāng)中不僅不會(huì)產(chǎn)生大量沉渣堵塞管道，同時(shí)也不會(huì)對(duì)特種鋼材產(chǎn)生腐蝕危害，最重要的是清潔過(guò)程工藝簡(jiǎn)便可靠安全，鈍化膜效果良好，同時(shí)在科學(xué)技術(shù)的輔助之下，實(shí)現(xiàn)了清洗廢液的回收利用，有效降低了清洗成本以及廢棄溶液的環(huán)境污染率[3]。

效果要求方面，在進(jìn)行酸洗工作的過(guò)程當(dāng)中要保證被清潔的管道以及鍋爐表面無(wú)明顯的氧化物以及漢渣殘留，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)二次的浮銹以及腐蝕點(diǎn)，保證酸洗之后形成完整的鈍化膜。另外，在酸洗工作進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)通過(guò)合理有序的人員配備以便形成有效的組織工作以及技術(shù)保障（圖1為酸洗工作現(xiàn)場(chǎng)）。

圖1 印尼AWAR2×350MW 燃煤火力發(fā)電廠試驗(yàn)酸洗工作現(xiàn)場(chǎng)

3.2 吹管

3.2.1 吹管目的

新建火力電廠吹管工作的范圍包括過(guò)熱器、再熱器以及各種蒸汽管道、溫水管道以及軸封管道等。吹管工作的根本目的在于利用蒸汽吹掃的壓力將主管道當(dāng)中的雜物去除，避免管道當(dāng)中灰塵、油污、焊渣以及鐵屑等雜物影響鍋爐以及汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。整個(gè)吹管工作的重點(diǎn)在于保證系統(tǒng)的可靠性以及吹管程序的合理性和安全性，最后靶板結(jié)果的確認(rèn)是整個(gè)吹管工作效果的檢驗(yàn)[4]。

3.2.2 吹管工作控制重點(diǎn)

整個(gè)吹管工作的進(jìn)行以《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》當(dāng)中規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為參考，要保證吹管系數(shù)小于1 同時(shí)經(jīng)過(guò)兩次連續(xù)的靶板檢查皆無(wú)對(duì)于8 點(diǎn)的沖擊斑痕粒度方為吹洗合格。整個(gè)吹洗過(guò)程中需嚴(yán)格控制吹管壓力、蒸汽吹洗時(shí)間以及吹洗溫度。在壓力控制的過(guò)程當(dāng)中，可以根據(jù)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)進(jìn)行壓力值的調(diào)整和確定，控制重點(diǎn)在于汽包和過(guò)熱器之間的壓差值；在吹洗時(shí)間的控制上，要以吹管系數(shù)大于1 為前提，保證吹洗質(zhì)量和時(shí)間成正比，在對(duì)新建火力發(fā)電廠機(jī)組進(jìn)行吹洗過(guò)程當(dāng)中，合理次數(shù)在20～40次；另外整個(gè)吹洗溫度的控制根據(jù)理論計(jì)算來(lái)確定，大型汽包爐通常選用降壓吹洗方案，溫度低于450℃，直流爐通常選用定壓吹洗方案，溫度低于450℃。

當(dāng)前火電廠常見的蒸汽吹管方案包括穩(wěn)壓吹洗、降壓吹洗以及加氧吹洗等，穩(wěn)壓吹洗方案較為傳統(tǒng)，吹洗過(guò)程當(dāng)中以鍋爐出口主汽門為主要控制門，以節(jié)流為出口壓力穩(wěn)定的控制手法，該種吹洗方式能夠有效清除管道內(nèi)壁的焊渣以及銹皮，以鋁制靶板為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，每次吹洗時(shí)間在半小時(shí)到一小時(shí)之內(nèi)，吹洗完成需停爐冷卻，待主蒸汽管道溫度降低至150℃、熱氣管道溫度降低至250℃方能再次起火。降壓吹洗過(guò)程通過(guò)控制門的迅速打開壓力的迅速降落，在瞬間蓄熱的釋放之下通過(guò)蒸發(fā)量的產(chǎn)生保證吹洗效果。加氧吹洗以常規(guī)蒸汽吹洗為基礎(chǔ)，通過(guò)氧氣的加入來(lái)完成管道的吹掃工作，但火力電廠新機(jī)組試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中管道內(nèi)壁的雜物污染程度較輕，所以正常吹洗皆能夠滿足效果需求，加氧吹洗并無(wú)太大實(shí)際意義。

3.3 水壓試驗(yàn)

3.3.1 水壓試驗(yàn)?zāi)康?/p>

水壓試驗(yàn)包括一次汽系統(tǒng)以及二次氣系統(tǒng)，整個(gè)試驗(yàn)范圍包含全部承壓部件以及管路附件。根本目的在于管道密閉性、耐壓性以及滲漏性情況的檢查，是對(duì)承壓能力和焊接施工質(zhì)量的確認(rèn)，其中嚴(yán)密性主要在于受壓元件的焊縫以及管路接頭脹口處嚴(yán)密無(wú)滲漏現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象產(chǎn)生，說(shuō)明焊縫產(chǎn)生穿透性的缺陷，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理重新焊接確保受壓元件的嚴(yán)密性；而耐壓強(qiáng)度鍵在于額定工作壓力核算基礎(chǔ)之上確定，在水壓試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中可以通過(guò)肉眼觀察無(wú)明顯殘余變形現(xiàn)象產(chǎn)生即可達(dá)到耐壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。新建電廠啟動(dòng)試驗(yàn)只有通過(guò)嚴(yán)密的水壓試驗(yàn)檢查，才能夠確保整個(gè)蒸汽系統(tǒng)以及水循環(huán)系統(tǒng)的密閉性保證生產(chǎn)安全。

3.3.2 水壓試驗(yàn)控制重點(diǎn)

水壓試驗(yàn)以《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》為根本執(zhí)行原則，水壓試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中，首先要保證試驗(yàn)的基本條件保證管壁溫度在20℃～50℃，另外整個(gè)水壓試驗(yàn)的工作流程較為復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的系統(tǒng)氣壓試驗(yàn)、臨時(shí)系統(tǒng)沖洗、鍋爐上水、汽包加熱、系統(tǒng)加藥、再熱系統(tǒng)升壓、泄壓以及過(guò)熱系統(tǒng)升壓、檢查以及超壓、降壓等流程，整個(gè)流程需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)施工圖紙、規(guī)范以及設(shè)備參數(shù)進(jìn)行詳盡的了解，方能保證水壓試驗(yàn)的順利進(jìn)行[5]（圖2為吹管試驗(yàn)工作現(xiàn)場(chǎng)）。

圖2 印尼AWAR2×350MW 燃煤火力發(fā)電廠吹管試驗(yàn)工作現(xiàn)場(chǎng)

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于新建火力發(fā)電廠而言，只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的調(diào)試試驗(yàn)工程完成精細(xì)化管理才能保證對(duì)基建過(guò)程形成切實(shí)的指導(dǎo)，為機(jī)組的正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)。在試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ)，把握試驗(yàn)重點(diǎn)通過(guò)具體的技術(shù)措施操作采用針對(duì)性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升試驗(yàn)質(zhì)量。