冬季寒冷地區鍋爐水壓試驗后保養措施

張 明

（上海電力安裝第一工程有限公司，上海 201000）

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

1 U型管排水方法及充氮保養

鍋爐水壓試驗結束，常規放水后，將鍋爐受熱面系統全部封閉，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，在放空側閥門開啟后，成為推動管子內積水的氣源，并可提供較長時間的動力，可以將受熱面內的水分部分排出[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壓力，P0為排放時排氣側壓力，在排氣截面較大，管道較短時，該數值接近大氣壓力。

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。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，此時，壓縮空氣膨脹的體積相對于氣側總體積很小，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：充氮保護期間應維持氮氣壓力不低于0.02 MPa，應符合規范要求[6]，如圖2、3所示。

圖2 通過匯流排從充氮口充入系統

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腳手架，滿鋪腳手板，水平煙道區域（屏式過熱器管排區域），搭設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。需準備材料及設備如下：

圖4 防凍管排區域懸掛溫度表監控

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2臺機組，并且其中一臺具備生產條件，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 結束語

從安全性、可操作性和可靠性綜合實踐，經過陜西榆林項目、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，經過多次吹排，最大限度地排出管道內部的水，在確定剩余少部分水無法排除后，發現管屏間電加熱、防凍區域防風封閉、爐底封閉架設火爐加熱同步進行效果最佳。過程中需對各個區域的溫度進行實時監控，根據天氣環境及封閉區域的溫度及管排的溫度記錄，若環境溫度急劇下降，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備越冬提供安全可靠的保障。