一種火電廠鍋爐受熱面管防磨防爆檢查培訓裝置的實用研制

張 敏，孔國紅

（國家電投集團江西電力工程有限公司，江西 貴溪 335400）

0 引言

火電廠鍋爐“四管”防磨防爆工作，涉及鍋爐、金屬、焊接、化學、熱工等專業，是一種非常龐雜、專業性非常強的系統性工作，如何規范開展鍋爐“四管”防磨防爆工作，對每個火力發電企業都是一個挑戰。而導致鍋爐“四管”泄漏事故的主要原因是過熱、磨損、應力拉裂、焊接問題、腐蝕以及材質等，且這種規律具有一定的普遍性。根據有關資料統計，鍋爐設備事故造成的非計劃停運次數占火電廠機組全部非計劃停運次數的48.9%，而其中由于鍋爐“四管”爆漏事故造成的非計劃停運又占鍋爐總的非停事故次數的60.5%[1]，做好鍋爐“四管”防磨防爆檢查工作在很大程度上可以避免或減少鍋爐“四管”泄漏，做好鍋爐“四管”防磨防爆是保證火電機組安全、穩定、經濟運行的重要基礎工作。因此，培訓相關檢修人員尤其是青年員工掌握鍋爐“四管”防磨防爆檢查技能至關重要。但是鍋爐“四管”防磨防爆檢查現場培訓，只有在火電廠鍋爐機組停運、鍋爐冷卻后才能進入鍋爐本體內部進行現場實操培訓，這樣的實操培訓機會只有在火電機組計劃檢修或調停檢修時才具備，目前這樣機會對培訓需求來說是嚴重不足的，更不滿足隨時能開展培訓的需要；另一種途徑是建立鍋爐“四管”防磨防爆檢查仿真培訓基地，但這種仿真培訓基地只能基于關停機組退役后的老鍋爐來建立，限于機組拆遷、場地他用及造價問題，建立這種仿真培訓基地牽涉面廣，也不經濟。綜上所述，目前尚無脫離鍋爐廠房本體“四管”防磨防爆檢查實操培訓場地、設施或裝置，無法滿足隨時能開展鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓的需求，從而在很大程度上影響青年員工鍋爐“四管”防磨防爆檢查培訓實操技能的提升速度。

1 主要技術問題

鍋爐“四管”防磨防爆檢查主要依靠宏觀檢查，對于缺陷占比大的磨損缺陷主要發生在爐內尾部受熱面，在這個區域因爐內受熱面的布置比較緊湊，有的受熱面管磨損位置在第二根、第三根甚至更隱蔽的位置，而且爐內受熱面布置的檢修空間狹小，而且未沖洗的鍋爐受熱面管表面還可能有積灰，有相當一部分磨損缺陷無法通過肉眼宏觀檢查來直接發現，此類磨損缺陷需要用手摸，也可稱為盲查，良好的手感要求檢修人員能迅速發現并判斷鍋爐“四管”表面存在的輕微磨損情況，這種良好手感的培養對鍋爐“四管”防磨防爆檢查是很有必要的。因此考慮研制一種火電廠鍋爐“四管”防磨防爆檢查專用培訓裝置，便于隨時進行模擬現場鍋爐“四管”防磨檢查，利用這種培訓裝置，方便開展員工鍋爐“四管”防磨防爆盲查實操培訓，提高青年員工“四管”防磨防爆檢查的整體實操水平。該培訓裝置要求制作簡單，使用方便，易于推廣。

2 技術要求

為實現上述目的，鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓裝置要求具有如下特點：

1）能模仿爐內的管排節距布置多根受熱面管，即均勻布置橫向管排和縱向管子，而且不能直接用宏觀檢查看到管子表面的情況，只能模仿鍋爐受熱面管現場用手感對受熱面管進行盲查，能滿足鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓的需求。

2）該培訓裝置制作簡單，尺寸不能過大，使用方便，易于推廣。

3）通過制作多個相同的培訓裝置，能用于鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能競賽，滿足專業操作技能競賽的需求。

3 技術方案

該防磨防爆檢查培訓專用裝置的設計如圖1 所示，其實物如圖2 所示。裝置主體部分是箱體，箱體上設有復數個貫穿箱體兩側面的圓孔，圓孔在橫豎方向上有序并排設置，圓孔上均可架設有不同缺陷的并與圓孔孔徑大小一致的受熱面管（以下簡稱鋼管），鋼管整齊并排設置且鋼管兩端均套設有管套，這樣就能避免人為因素干擾識別有缺陷的鋼管；箱體頂部設有視窗口，視窗口處設有蓋板，蓋板上設有與手臂大小的開孔，便于人手伸入箱體內進行手摸鋼管，通過手感識別鋼管的缺陷；為便于蓋上和卸下蓋板，蓋板兩端通過插銷連接在箱體頂部；為避免開孔刮傷手，開孔四周設有密封條；為區分不同箱體及箱體內部鋼管，箱體側面上設有編號標簽，以便對多個同批使用的培訓裝置進行區分。

圖1 裝置設計圖

圖2 裝置實物圖

4 成效

該防磨防爆檢查培訓專用裝置在箱體上設置不同缺陷的鋼管，便于隨時模擬現場進行鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓，具體實用成效如下：

1）該培訓專用裝置通過在管箱體上設置不同缺陷的鋼管，而且在使用中便于更換不同缺陷的鋼管或調換鋼管的位置，箱內布置的鋼管可以布置爐內檢修換下的帶有缺陷的舊管和無缺陷的舊管，也可以使用人為制作的缺陷管，但箱內有缺陷鋼管的位置可以隨時調整，這樣可模擬鍋爐“四管”缺陷存在位置的不確定性，讓檢查人員對可能存在的“四管”缺陷進行盲查，可以在不需要機組停運、鍋爐冷卻后的條件下開展鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓（如圖3所示），應用該裝置可使我們的實訓操作達到生產現場的效果，同時滿足隨時開展鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓的需求。

圖3 裝置用于操作技能培訓及競賽

2）該培訓專用裝置還可用于鍋爐“四管”管壁厚度測量、管子脹粗測量[2]等鍋爐“四管”防磨防爆檢查必備檢測方法的實操培訓，培訓青年員工掌握受熱面管測厚與脹粗的檢測技能。

3）通過制作多個相同的培訓專用裝置，箱體內布置不同類型、不同位置的缺陷管，該裝置還可用于鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能競賽，競賽項目包括受熱面管磨損情況盲查、管壁厚度測量和管子脹粗測量等。公司內部已經使用該培訓專用裝置舉辦了4 次鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能競賽，實操技能競賽場景如圖4所示。4次現場使用結果證明了該裝置的實用性和便捷性，為開展員工鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能競賽提供了一個實用的裝置。

圖4 裝置用于實操技能競賽場景

4）該防磨防爆檢查培訓專用裝置制作簡單，使用方便，易于推廣，已于2021 年2 月獲得國家實用新型專利授權。

5 結語

該防磨防爆檢查培訓專用裝置能用于受熱面管磨損情況盲查、管壁厚度測量和管子脹粗測量，能滿足隨時開展鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操培訓的需求，并在數次的鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能競賽中作為賽前實操培訓及主要競賽裝置使用，為鍋爐“四管”防磨防爆檢查實操技能培訓與競賽提供了便利的操作設施平臺，具有一定實用性和便捷性。