火電機組基建階段防止鍋爐受熱面泄漏全過程質量控制

李璽龍

火電機組基建階段防止鍋爐受熱面泄漏全過程質量控制

李璽龍

（國電湖州南潯天然氣熱電有限公司）

本文主要介紹基建階段從鍋爐設備設計、制造、安裝、調試、整套啟動全過程質量控制等方面的主要措施，有效防止了鍋爐省煤器、水冷壁、過熱器及再熱器等受熱面泄漏，提高了鍋爐運行的可靠性、經濟性。

火電；基建；防止；泄漏；控制

1 概述

據統計，我國大中型火力發電廠中，鍋爐事故約占全廠總事故的70%左右，而“四管”爆破在眾多鍋爐事故中出現最多，約占鍋爐事故的60～70%。目前國內火電機組在整套啟動和試生產過程中，經常發生鍋爐屏式過熱器、屏式再熱器、水冷壁折焰角以及省煤器等區域的爆管現象，造成了不必要的停機和經濟損失。

2 基建階段鍋爐爆管原因分析

（1）鍋爐廠家焊口質量差，主要是未焊透、鰭片咬邊等。

（2）管道母材存在缺陷，產生裂紋等問題而導致爆管。或者彎管質量差、管道硬傷等缺陷。

（3）對鍋爐系統清潔度控制不嚴，氧化皮、焊條頭、磨光機片、電磨頭、施工用水壓堵頭及通球試驗的用球等雜物堵塞管道或使流量減少引發爐管超溫爆管。

（4）鍋爐廠家聯箱加工有問題，眼鏡片未清理干凈及冷態在聯箱上未脫落的眼鏡片在運行過程中脫落，堵塞管道或使流量減少引起爆管。甚至于發現部分集箱管座未鉆通。

（5）設計上對于膨脹考慮不周，導致熱態運行拉裂。特別是部分小口徑的疏水、放氣、取樣管道膨脹間隙預留不足拉裂。

（6）受熱面安裝缺陷，如咬邊、未焊透、氣孔、夾雜、錯口，或者是電弧碰傷管道等。

（7）運行中水質長期較差，使內管壁結垢嚴重導致傳熱變差，引起爆管。

（8）調試及運行方式不當或者煤種偏差大，造成管道超溫，管道母材疲勞導致爆管。鍋爐結焦，大焦砸傷管道。吹灰器運行管理不善，導致吹灰器卡澀或未及時退出吹損管道。

3 在基建各個階段分別采取的措施

3.1 設計、招標階段

（1）合理選擇設計煤種，根據煤種合理選擇鍋爐爐型和各項參數。重點考慮的是煤的揮發份Vdaf、熱值Qnet.ar、灰熔點、灰份Aar、硫份Sar、水份Mar、可磨系數HGI、飛灰沖刷磨損指數Ke等。

（2）招標期間選用材料應為成熟材料，不宜選用鋼研102材料、慎重選用T23材料。設備圖紙應清楚標出材料分界點、規格和名稱，同一管圈材質不宜超過三種。

（3）結構合理，能保證管子自由膨脹，避免出現阻礙、擠壓、拉伸，引起大的應力和磨損。盡量減少安裝焊口數量。

（4）受熱面應設計合理的吊掛點，彎頭等處不能承受外部的壓應力或拉應力。集箱要合理設置手孔。

（5）高溫輻射或對流式受熱面入口處煙溫應低于煤灰軟化溫度，且當兩者差值小于100℃時，管屏橫向間距應足夠大，以防止結渣后堵塞煙氣通道。

（6）水冷壁應進行水動力計算，并滿足要求。

（7）各級過熱器、再熱器應進行水力偏差計算，選取合理的熱力偏差系數，并據此計算管壁溫度。適當設置壁溫測點。

（8）過熱器和再熱器應具有完備的汽溫調節措施，減少鍋爐左、右側汽溫偏差，防止管道超溫。

（9）建設單位可以與第三方簽訂鍋爐性能校核計算合同，及時發現設計問題。

（10）新機組均應設置鍋爐受熱面泄漏檢測裝置。

3.2 設備制造階段

（1）鍋爐制造原材料應從具有相應資質和良好業績的供應商中采購。

（2）要求鍋爐廠嚴格執行合同。應嚴格按照原材料檢驗要求，加強原材料的入廠檢驗工作，經檢驗合格后才能接受。委托監造單位必須及時發現問題，及時通知建設單位。

（3）從基建開始建設單位就嚴格執行金屬與壓力容器監督相關規章制度，編制電廠的《壓力容器安全監督實施細則》和《金屬監督實施細則》并正式發布到各相關單位。

（4）與當地電科院簽訂《基建階段壓力容器、金屬設備制造質量檢驗》合同，要求電科院專家對鍋爐廠、汽輪發電機廠家、四大管道設備進行駐廠檢驗，重點監督鍋爐大板梁、四大管道、汽輪機葉片的制造質量。

（5）建設單位要及時與監造單位簽訂《鍋爐監造協議》，建設單位應在設備合同中明確鍋爐設備監造要求，確定設備關鍵控制點，并委托有資質的設備監造單位開展設備監造工作，參加監造單位組織的設備關鍵控制點的見證。要求監造單位在鍋爐廠有專人駐廠監造，及時發現了管材缺陷和制造缺陷。

（6）設備監造工作應符合《設備工程監理規范》（GB/T 26429-2010）的有關規定。

（7）充分發揮電科院、監造單位的作用，定期召開分析會，確保各單位嚴格執行合同要求，及時發現問題、解決問題。

3.3 現場安裝階段

（1）鍋爐安裝應嚴格執行《特種設備安全監察條例》國務院令第549號等有關規定。

（2）設備領用后，檢查受熱面和聯箱表面應無裂紋、折疊、龜裂、壓扁、砂眼、分層、焊偏、咬邊、氣孔、凹坑及腐蝕等表面缺陷。

（3）在組合安裝前，檢查受熱面、聯箱內應無積水、腐蝕和雜物。所有聯箱內部均應采用內窺鏡檢查，必要時割管檢查。

（4）在駐廠和到貨檢驗的基礎上，建設單位還應積極發動各施工單位施工人員發現鍋爐受熱面制造缺陷，設立一定的獎勵基金，每發現一處獎勵若干元，重大缺陷加倍獎勵，獎勵直接發放到個人。

（5）建設單位、管理公司、監理公司人員發現缺陷。

（6）為確保鍋爐安裝質量，建設單位應與有關單位簽訂《鍋爐壓力容器、壓力管道安裝質量檢驗檢測》合同。要求派人長期駐電廠對安裝質量進行檢驗，從而做到及時發現、解決問題。

（7）各受熱面管道安裝前進行通球試驗，檢查管內的清潔度，要求施工單位對鋼球進行編號，每天上班領用和下班歸還鋼球時要登記，確保鋼球不遺失在受熱面內。

（8）加強對現場管道焊接工作的過程監督，特別是要重點控制水冷壁鰭片、燃燒器散管、風箱等與受熱面管道施焊工作的監督（焊工要持證上崗，要不定期抽查）。

（9）受熱面焊工須持證上崗，焊接前應進行相應模擬練習，模擬練習合格并經監理確認后方可進行施工焊接。受熱面的焊接工藝評定應符合《焊接工藝評定規程》（DL/T 868-2004）的有關規定，并根據工藝評定確定焊接工藝。

（10）焊接接頭質量檢驗應符合相關規范。

（11）建設單位應編制《鍋爐“四管”防磨防爆實施細則》和《鍋爐“四管”防磨防爆獎懲細則》并及時下發到各單位執行。

（12）對于密集的聯箱小口徑管焊接、頂棚管靠近水冷壁附近的焊口等無法正常焊接的焊口，應采用鏡面焊。

3.4 水壓試驗階段

（1）鍋爐本體水壓試驗應符合《電力建設施工技術規范第2部分：鍋爐機組》（DL5190.2-2012）的有關規定及制造廠技術文件的要求。

（2）水壓試驗的水質應符合設備技術文件要求，無要求時，應采用除鹽水。

（3）水壓試驗前應選定水冷壁、省煤器、高溫過熱器、高溫再熱器上的監測管段，在水壓前和水壓后分別測量監測管段的外徑，檢查是否有脹粗現象。

（4）水壓試驗合格的標準是：①受壓元件金屬壁和焊縫無泄漏及濕潤現象；②受壓元件沒有明顯的殘余變形。

（5）鍋爐水壓試驗時的環境溫度一般應在5℃以上，否則應有可靠的防寒防凍措施。

（6）水壓試驗前準備好充足的檢查人員，做好人員檢查的分工并書面落實，做到人人心中有數，各階段檢查后要集中匯總缺陷情況，確保每一處受熱面均能檢查到位，及時發現漏點。

3.5 化學清洗階段

（1）承擔化學清洗的單位應具備《發電廠熱力設備化學清洗單位管理規定》（DL/T 977-2005）規定的相應資質。

（2）鍋爐化學清洗要按照《鍋爐化學清洗規則》（TSG G5003-2008）《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》（DL/T 794-2012）進行。塔式爐過熱器宜納入化學清洗范圍。

（3）化學清洗介質和濃度等參數的選擇，應根據垢的成分，鍋爐設備的構造、材質等，通過試驗確定（清洗單位要有專門的試驗報告）。化學清洗介質中應添加合適的緩釋劑和還原劑。奧氏體鋼的清洗介質和緩蝕劑，不應含有易產生晶間腐蝕的敏感離子，如氯離子、氟離子等。

（4）在化學清洗開始前，調試單位組織發電、管理、監理、安裝、運行、維護等相關單位進行技術交底，并就酸洗過程中可能出現的緊急情況提出應對措施，確保酸洗順利進行。

（5）化學清洗結束后對監視管段的清洗成膜情況及水冷壁管段的成膜情況進行了抽查。

（6）化學清洗結束至鍋爐啟動時間不應超過20d，如超過20d應按照《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》（DL/T 794-2012）的規定采取防銹蝕措施。為減少鍋爐養護成本，防止再次銹蝕，宜在化學清洗后20d內實現鍋爐點火沖管。

3.6 吹管階段

（1）在鍋爐吹管前調試所組織相關單位進行技術交底，就吹管過程中可能出現的緊急情況提出應對措施，調試單位應編制蒸汽吹管方案及防止水冷壁、過熱器、再熱器等受熱面超溫措施，并經審批后執行。

（2）建設單位組織各相關單位對鍋爐本體的膨脹進行檢查，詳細記錄鍋爐的熱膨脹值。

（3）對于降壓吹管的汽包爐在開啟吹管臨時閥時，應控制汽包水位不宜過高，以防止蒸汽帶水進入過熱器，造成過熱器管、聯箱管座焊口受損傷，成為鍋爐爆管的隱患。

（4）吹管結束時宜采取熱態造膜、熱爐放水余熱烘干的辦法進行受熱面內保養。

（5）在吹管前可與專業的第三方簽訂了吹管后割管檢查合同，盡可能徹底發現鍋爐受熱面彎頭、三叉管、節流孔圈、集箱內部異物。

（6）吹管結束至鍋爐再次點火啟動時間不應超過20d，如超過20d應采取防腐保護措施。

某項目：在吹管結束后割管檢查發現高溫過熱器、屏式過熱器集箱內有鐵絲、氧化鐵、鐵屑、墊片等異物，共有9處接管座角焊縫內部焊瘤超標，均進行了換管處理。低再入口集箱內發現有鐵絲、氧化鐵、焊條頭、砂輪片、石塊等異物，全部取出異物。

為了保證吹管后割管檢查質量，委托專業的第三方單位進行檢查，同時要求割管檢查必須徹底，不留任何疑點和隱患。某項目#1爐共計割口檢查86只集箱，做射線拍片檢驗位置176處。

為了確保長周期運行，有效降低因煤質變化造成受熱面的加速磨損，延長受熱面使用壽命，委托專業防磨噴涂公司對低再三組水平管上部管排的1、2、3根管、低過三組水平管上部1、2、3根管、三叉管、空預器入口煙道擋板迎風面進行防磨噴涂。防磨噴涂公司要嚴格按照已簽訂的技術協議要求進行受熱面管子表面清洗、噴砂、噴涂，噴涂厚度、面積等符合技術要求。

3.7 整套啟動階段

（1）機組調試初期，由于啟停頻繁，嚴格按照廠家要求的升負荷、升溫、升壓速率控制鍋爐的燃燒率，控制鍋爐管材的應力。

（2）嚴格遵守《電力基本建設熱力設備化學監督導則》（DL/T 889-2004）和《超臨界火力發電機組水汽質量標準》，嚴格控制直流鍋爐汽、水品質，防止管材的結垢、腐蝕和氫脆。禁止在水處理系統、除氧器運行不正常或水質不合格的情況下，進行鍋爐整體試運行。

（3）機組在帶負荷階段根據規程要求，控制主、再熱蒸汽溫度和鍋爐各處管壁溫度在正常范圍。對超溫現象嚴格考核，預防管壁超溫損壞。

（4）啟動初期，應合理安排投運油槍數目或粉嘴數目和布置，防止大量的煤粉點燃后噴入爐膛導致鍋爐的升溫升壓速度過快，造成受熱面壁溫差過大，產生較大的熱應力，造成受熱面壽命縮短甚至泄漏等危害。

（5）分部調試期間，關于鍋爐冷熱態動力場、磨煤機一次風平衡、制粉系統的煤粉細度等參數要對調試人員做詳細要求，減少鍋爐本體管壁的熱負荷偏差和管材磨損。

（6）運行人員經常檢查鍋爐燃燒情況和爐膛結焦情況，發現偏燒及時調整，發現大塊結焦要及時清除。

（7）直流鍋爐應快速通過分離器從濕態轉干態運行過程，并保證運行的平穩性。避免干濕態轉換出現反復、水冷壁壁溫出現大幅波動。

（8）隨著機組負荷逐步增加，分階段安排人員進行設備巡視，重點檢查記錄鍋爐本體、支吊架、各處小口徑的膨脹情況，及時消除膨脹不暢隱患。

（9）要及早完善吹灰程控系統，對吹灰器要加強檢查，及時發現未退出的吹灰器。

（10）為及時發現爆管故障，避免事故擴大，應加強機組運行參數監視。

4 結束語

防止鍋爐受熱面泄漏工作貫穿于設計、制造、安裝、試運各過程，在工程建設期間要統籌考慮，發揮設計、監造、安裝、調試及監理單位作用，實行分級管理，編制好防鍋爐受熱面泄漏專項質量計劃或措施，加強過程控制，嚴格旁站，把好檢查關。在試運階段加強運行調整和參數監視，避免受熱面超溫等措施。通過以上措施的實施，做到超前預測，加強預防，將會收到良好的效果。

[1]岑可法，等.大型電站鍋爐安全及優化運行技術[J].中國電力出版社，2003.

[2]胡建鋼，巫世晶.電力工程建設設備監理手冊[M].中國電力出版社，2003.

TM621.2

A

1004-7344（2016）31-0214-02

2016-10-18

李璽龍（1980-），男，工程師，大學本科，主要從事燃機熱電聯產、300MW機組基建、運行、設備管理工作。