張 明

（上海電力安裝第一工程有限公司，上海 201000）

北方地區(qū)在進行鍋爐整體水壓試驗后，采用常規(guī)放水方式，沒有辦法將U型管內(nèi)的水全部排放完，按正常施工工期安排，如鍋爐設(shè)備需要經(jīng)過寒冷的冬天再進行鍋爐啟動，鍋爐汽水系統(tǒng)水壓后需要做防凍措施，防止冬季把設(shè)備管道凍裂。在鍋爐整體水壓試驗后，用空壓機把水排出防止設(shè)備管道內(nèi)結(jié)冰凍壞管子；按規(guī)范要求在管道內(nèi)部充氮氣防腐。整個冬季，在鍋爐內(nèi)部安置加熱片，保持爐內(nèi)溫度在0℃以上，確保有存水的設(shè)備不結(jié)冰不被凍裂[1-2]。

1 U型管排水方法及充氮保養(yǎng)

鍋爐水壓試驗結(jié)束，常規(guī)放水后，將鍋爐受熱面系統(tǒng)全部封閉，充灌壓縮空氣至一定壓力。這樣，水冷壁、包墻過熱器等受熱面儲存了足量的壓縮空氣，在放空側(cè)閥門開啟后，成為推動管子內(nèi)積水的氣源，并可提供較長時間的動力，可以將受熱面內(nèi)的水分部分排出[3-5]。

圖1為鍋爐懸吊式受熱面的U型管示意圖，P1為排放時壓縮空氣側(cè)壓力，P0為排放時排氣側(cè)壓力，在排氣截面較大，管道較短時，該數(shù)值接近大氣壓力。

圖1 鍋爐懸吊式受熱面的U型管示意圖

對管子里的水柱受力分析，可以得出以下結(jié)論。

在滿足P1>H·γ水+P0+f阻力/s的條件下，管道里面的水就會被推向出口側(cè)。如果始終能夠滿足該條件，則水就會在壓力P1的作用下加速流向排水點。

再分析壓力P1將水恰好推出U形管時的臨界狀態(tài)，此時，壓縮空氣膨脹的體積相對于氣側(cè)總體積很小，也就是說壓縮空氣在膨脹前后的體積變化不大，因此，P1的變化很小。

充氮保養(yǎng)：充氮保護期間應維持氮氣壓力不低于0.02 MPa，應符合規(guī)范要求[6]，如圖2、3所示。

圖2 通過匯流排從充氮口充入系統(tǒng)

圖3 液氮

2 防凍措施的選擇

2.1 采用電加熱片升溫的方式

在鍋爐前爐膛，高溫過熱器、高溫再熱器底部搭設(shè)腳手架，滿鋪腳手板，水平煙道區(qū)域（屏式過熱器管排區(qū)域），搭設(shè)臨時支架及人員進出通道，將加熱片（熱處理加熱片）均勻分布懸掛至管屏區(qū)域，保持爐膛溫度在5℃及以上，電源通道采用雙通道（一備一用），防止斷電的風險，如圖4—圖9所示。需準備材料及設(shè)備如下：

圖4 防凍管排區(qū)域懸掛溫度表監(jiān)控

圖9 K型補償導線布置

熱量Q=I2Rt=Pt，I為電流，R為電阻，t為加熱時間；

熱平衡Q=Pt=mc（T2-T1），P為功率，t為時間，m為質(zhì)量，c為比熱容，T2為終溫，T1為初溫；

溫度升高T2-T1=Pt/mc；

加熱時間t=mc（T2-T1）/P（不發(fā)生相變時，如加熱空氣）；

指針式溫度計，20只；

加熱器（360 kW），4臺；

8 mm2的電焊線，8 000 m；

加熱器（180 kW），3臺；

補償導線（K型2×1 mm2、7芯），4 000 m；

加熱器（129 kW），3臺；

熱電偶（長度1 m、K型），50根；

加熱塊（φ520×460），600塊；

電纜（銅芯ZRC-VV22型3×240 mm2+2×120 mm2），800 m；

一級配電箱，4個；

銅接線鼻子（240 mm2），30個；

三防油布，1 560 m2；

銅接線鼻子（120 mm2），20個；

腳手架，3 800 m2。

圖5 管排件加熱塊的布置

2.2 爐膛封閉防風及保溫方式

煙風道、爐膛的人孔門、吹灰器孔、看火孔全部關(guān)閉，并定期檢查嚴密情況，建議一天兩次；冷一、冷二、熱一、熱二及煙道進出口風門全部關(guān)閉，無施工情況嚴禁開啟，斜爐底冷灰斗處采用三防油布封閉防風，爐膛保溫工作盡可能完善，如果側(cè)煤倉布置機組需在煤倉間與爐膛之間用三防油布隔離防風，如爐膛有緊身封閉需盡可能完善，個別區(qū)域用三防油布防風，如圖10、11所示。

圖6 高過、高再底部腳手架及封閉

圖7 加熱線雙通道布置

圖8 360 kW加熱器監(jiān)控及布置

圖10 煤倉間與鍋爐之間防風措施

圖11 給煤機層與鍋爐之間防風措施

2.3 鍋爐底部冷灰斗處采用無煙煤加熱

在鍋爐底部布置6～8個取暖爐，采購足量的無煙焦炭，點燃加熱，做好相應的防火措施，如圖12所示。

圖12 鍋爐底部火爐加熱

2.4 采用臨時蒸汽管道加熱

如同步建設(shè)2臺機組，并且其中一臺具備生產(chǎn)條件，可臨時接一路輔汽，至爐膛U型管排處，分3層，均勻布置在管排之間，同步設(shè)置相應的疏水管道。需準備材料如下：

指針式溫度計，20只；

管子φ159×4.5 mm，1 000 m；

90°彎頭φ159×4.5 mm，150只；

鋼板（平臺）δ=14 mm，202 m2；

槽鋼 [10 cm，300 m；

槽鋼 [20 cm，300 m；

鋼板（吊籠）δ=8 mm，300 m2；

鋼筋 φ32 mm，200 m；

工字鋼工20 cm，380 m；

管子φ32×3.5 mm，400 m；

U型管卡φ159 mm，300套；

截止閥DN150 PN4.0，25只；

截止閥DN25 PN4.0，30只；

石棉墊σ=3 mm，100 m2。

3 結(jié)束語

從安全性、可操作性和可靠性綜合實踐，經(jīng)過陜西榆林項目、甘肅瓜州項目等的實踐，得出：先將U型管排中的部分加氨除鹽水吹出，經(jīng)過多次吹排，最大限度地排出管道內(nèi)部的水，在確定剩余少部分水無法排除后，發(fā)現(xiàn)管屏間電加熱、防凍區(qū)域防風封閉、爐底封閉架設(shè)火爐加熱同步進行效果最佳。過程中需對各個區(qū)域的溫度進行實時監(jiān)控，根據(jù)天氣環(huán)境及封閉區(qū)域的溫度及管排的溫度記錄，若環(huán)境溫度急劇下降，可加大加熱器的功率輸出，增加爐底的加熱火爐的數(shù)量，防風三防油補增加加厚型的防護等，通過此方案可以為北方火電機組鍋爐水壓試驗后設(shè)備越冬提供安全可靠的保障。