鍋爐“四管”防磨防爆重點部位防護措施

李 翔

（國能平羅發電有限公司，寧夏石嘴山 753409）

0 引言

鍋爐的受熱面是傳熱的重要載體，不但需要具有良好的耐高壓、高溫性，還需要具有一定的耐腐蝕性、耐磨性。鍋爐“四管”是受熱面的主要組成部分，因為很長一段時間都處于環境惡劣并且高溫高壓的環境下運行，很容易出現泄漏的情況。不僅如此，如果鍋爐突然出現爆管，則會影響發電廠的安全運行。

1 超超臨界直流鍋爐受熱面特點

國能平羅發電有限公司鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產的超超臨界直流鍋爐。型號HG-1891/29.3-YM9，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構Π形鍋爐。啟動系統為大氣擴容式啟動系統，不帶循環泵。鍋爐點火及穩燃采用雙層等離子，不設油槍。

超超臨界指的是鍋爐工作壓力大于25 MPa，直流指的是鍋爐靠給水泵壓頭使給水一次經過各受熱面并將其全部變為過熱蒸汽。汽水流程如圖1 所示，相關參數見表1。

表1 鍋爐設備相關參數

圖1 HG-1891/29.3-YM9 鍋爐汽水流程

2 鍋爐“四管”防磨防爆檢查重點部位分析

2.1 水冷壁

檢查水冷壁管時需要注重以下方面：①發現爐膛內燃燒器噴口及擴散器存在較為嚴重的磨損就需要更換，局部磨損的地方可以進行修補，在迎風面和磨損嚴重區域進行耐磨堆焊。堆焊用焊材為CRH-3；②對于水冷壁冷灰斗斜坡墻四角需要重點檢查，若水冷壁冷灰斗角部磨損，則需要打耐磨澆筑料防護，注意運行后耐磨澆筑料情況，如局部脫落建議增加銷釘后及時修復耐磨澆筑料；③檢查螺旋水冷壁爐內管子上表面是否出現腐蝕或者是腐蝕溝槽，爐膛短吹周邊要合理控制入爐煤硫含量，并在該區域噴涂防護[1]。

2.2 過熱器、再熱器

檢查過熱器和再熱器時需要注重的內容：①尾部煙道低溫受熱面彎頭，水平低再、水平低過蛇形管彎頭部位都是需要重點檢查的位置，重點檢查蛇形管排是否有彎管出列，出列彎管的彎頭迎風面是否有減薄情況。對于磨損較為嚴重的位置，則需要進行換管處理，校正管排保證平齊，可在磨損嚴重處增加防磨板；②重點檢查低溫受熱面吊掛管區域，檢查水平低再、水平低過吊掛管卡板區域管子的上、下表面是否出現磨損、吹損情況。其中發現的問題，如果因防磨板未安裝到位，則需嚴格按圖紙將防磨安裝到位；如果在吹灰器區域出現磨損，則需控制吹灰器蒸汽壓力或增加局部防護措施。

2.3 省煤器

正常情況下，省煤器在煙井的最后面，具有節能的功能，檢查事項：①檢查省煤氣防磨裝置的磨損情況，確保其固定在特定位置；②仔細檢查省煤氣彎頭處，檢查管道有無低溫腐蝕或者是減薄超標的現象，如果管子超標，需要及時對管子進行更換[2]；③對省煤器左右兩側邊屏進行重點檢查，此處可能出現因煙氣導流板脫落或與管排間距控制不好產生局部磨損。如出現磨損，建議按圖紙要求恢復煙氣導流板，并在管排局部增加防磨。

3 鍋爐運行中的“四管”隱患以及原因分析

3.1 基建期焊接質量問題導致水冷壁泄漏

鍋爐水冷壁存在泄漏現象，管子沒有明顯的變形情況，也沒有過熱爆管的特征，將水冷壁管剖開發現第6 根壁管焊縫處有一條穿透性裂紋，其他管子沒有發現裂紋，該焊縫是焊接密封板的焊口。

原因分析：開裂位置在水冷壁管的背火面密封盒的水平和豎直密封板交界處，焊縫內部具有很多夾渣和咬邊等缺陷，鍋爐運行時，在熱應力、內應力與結構應力的共同作用下，焊接存在的不足逐漸嚴重化，使得水冷壁管道焊縫開裂，出現泄漏現象。

3.2 集中應力導致水冷壁鰭片裂紋

鍋爐水冷壁中部螺旋管屏與垂直管屏轉換處的密封鰭片存在很多縱向裂紋，裂紋呈無規則分布。裂紋向下沒有延伸到焊縫處，但向上大部分裂紋已經延伸到焊縫位置。

原因分析：①因為爐膛螺旋水冷壁管屏不存在結焦現象，因此無法判斷是否是火焰刷墻造成密封鋼板燒損；②機組運行時經常會出現調峰情況，使得水冷壁壁溫度速率波動非常快，在這種情況下產生的交變應力使得密封鋼板出現疲勞現象；③通過觀察發現在鍋爐啟停時存在溫度升高以及溫度冷卻速度過快的情況，對于水冷壁來說，最科學合理的冷卻速度是1～2 ℃/min，但實際水冷壁降溫的速度達到了4.5 ℃/ min，遠超正常冷卻速度。

3.3 氧化皮脫落導致的“四管”隱患

火電廠鍋爐在停修的過程中，需要對裝置的氧化皮進行抽檢，包括鍋爐屏式過熱器、末級過熱器和末級再熱器，發現下彎頭位置有380 處氧化皮脫落，190 處脫落現象嚴重，需要進行進一步處理[3]。

原因分析：①鍋爐屏式過熱器和末級再熱器管屏采用的是同一類型的不銹鋼材料，如果管壁溫度的變化程度較高，這種材料就會較為敏感，而且主汽溫度頻繁地出現超溫現象，在符合波動以及調峰停止的情況下，實際使用中很容易出現氧化皮；②氧化皮的膨脹系數與鋼材不同，因為熱膨脹能力的區別，溫度變化很大的情況下，會使得金屬表面氧化膜存在裂紋，加之基體金屬長期處于氧化環境下，加快了管材氧化的速度；③鍋爐正常運行的過程中，無法帶走尺寸較大的氧化皮，使得鍋爐停止運行時蒸汽冷卻凝結成水，匯集在過熱器U 形管下部，長此以往，氧化皮積聚越來越多，很容易將高溫過熱器通流截面堵死，從而加快氧化皮形成與剝落的速度。

3.4 屏式過熱器膨脹位移過大導致機械碰磨

在機組運行過程中，鍋爐的屏式過熱器流體冷卻夾管彎頭會與末級過熱器外1 圈管束發生碰磨，通過現場實際測量可以發現分隔屏流體冷卻夾管彎頭部位磨損長為50 mm、寬20 mm，管壁磨損至7.5 mm，根據標準的計算，需要更換的流體冷卻夾管磨損彎頭和末級過熱器磨損支管規格數據：材料TP-347H，規格Φ60×11.5 mm，理論最小壁厚為9.0 mm，第2 個直管材料TP-347H，規格Φ54×11.5 mm，理論最小壁厚為8.6 mm。

原因分析：經過技術人員確認，屏式過熱器在實際運行過程中，爐體后側發生了膨脹現象并出現了位移，此時又發現屏式過熱器流體冷卻夾管與末級過熱器時間的膨脹間距不足，是導致本次磨損的主要原因之一，可以選擇更新配件，確保屏式過熱器流體冷卻夾管彎頭的弧度逐步減少，并增加其間距。

4 鍋爐“四管”泄漏的防護措施

4.1 強化基建施工管理

火電廠鍋爐“四管”安裝過程中，必須加強焊接工藝的全面監管，對于特定設備必須進行全方位的監督管理，因此火電廠要指派專業的高級技工對“四管”的焊接工作進行監督，對于整個安裝流程必須進行全方位的管理，在這個過程中發現不符合規定的操作，必須要及時指出，要求其嚴格按照規定辦事。后續的第4 級和第5 級的驗收工作一定要嚴格按照規定操作，例如在吊裝聯箱時，相關負責人必須到現場進行核實，確保所有的管座口都已封堵，并在后續進行跟蹤檢查，嚴禁未封堵的現象出現。

4.2 吹管后的質量檢查

遵循火電廠鍋爐的特點制定相應的吹管方案，而且需要確保在吹管過程中不出現死角，在完成這一系列工作后，按照鍋爐受熱面的狀況進行割手孔檢查，尤其是部分節流孔的大屏進口匯集集箱處。

4.3 運行質量監控

加強操作人員的培訓，確保每位操作人員持證上崗，機組運行過程中嚴禁鍋爐超溫超壓。同時加強鍋爐泄漏報警裝置的調試，機組運行過程中一旦發現鍋爐內的報警裝置出現聲響，立即對整個鍋爐進行全面檢查調試，特別是發現鍋爐出現泄漏現象，必須立即停止相應的工作，避免造成更大面積的泄漏。

5 結束語

綜上所述，鍋爐“四管”防磨防爆工作是火電廠鍋爐運維的重要內容，鍋爐發生泄漏和爆管事故會導致鍋爐停止工作，影響火電廠設備的正常運行，甚至可能引發嚴重的安全事故，影響企業的經濟效益。因此，在實際的生產過程中，針對鍋爐“四管”的磨損和爆管現象，要提前制定相應的檢修措施，確?；痣姀S鍋爐安全穩定運行。