擴建機組在防止鍋爐四管泄漏中應注意的幾個問題

引言

據歷年機組可靠性統計數據分析，鍋爐四管泄漏是造成機組非計劃停運第一因素。隨著廠網分開，競價上網，鍋爐四管泄漏將會給發電企業造成越來越大的經濟損失，而且會給電網的安全運行造成威脅。造成鍋爐四管泄漏的原因很多，但歸根到底主要是以下三條：管材拉裂、管材過熱和焊接缺陷，另外，機械磨損和吹灰器吹損造成的“四管”爆漏也占一定的比例。下面將就如何做好電廠#6、#7 機組擴建工程中的預防工作，在源頭上控制“四管”泄漏談一點個人的看法。

1、管材拉裂

1.1 爐膛密封部位的拉裂

為了防止爐膛漏灰、漏風，保證鍋爐的穩定燃燒，鍋爐設計和安裝均要考慮對鍋爐爐膛的四角、隔墻和頂棚穿管部位進分密封，沿用的密封方法一般采用較為簡單的焊接辦法，即將這些部位直接焊接或用連接板焊接。由于兩個不同部件內部流動介質溫度不同，膨脹系數不同，其膨脹量肯定不一樣，直接焊接會在連接部位產生較大應力，隨著鍋爐的啟停和機組的調峰，這些部位將會發生拉裂。例如我公司#4、#5 爐前后包墻過熱器與側墻水冷壁連接板多次拉裂，#5 爐擴大小修水壓試驗中發現大屏過熱器西數第三屏南側屏由北向南數第8根在密封盒處拉裂，都屬于此類情況。機組擴建中在包覆過熱器與側墻水冷壁、中隔墻與側包墻、頂棚過熱器與側包覆過熱器的連接焊縫上應采取的預防措施是割開或分段割開連接焊縫，允許其自由膨脹和局部變形，當然使用該方法必須要重新考慮這些部位的密封(鎮江高資電廠、戚墅堰電廠通過這種方法解決了包覆過熱器與側墻水冷壁、包覆過熱器與頂棚過熱器連接部位拉裂的問題)；在穿頂管部位應采取的預防措施是預先焊制一段套管，再將套管與密封板焊接（常熟電廠在機組的改造中采取了這種方法）。

1.2 集箱管座角焊縫的疲勞拉裂

我公司#4、#5 爐高溫過熱器、高溫再熱器和后屏過熱器進出口聯箱管座角焊縫連續發生過多次爆管，目前防止集箱管座角焊縫疲勞開裂有二種比較成熟的方法，一種是通過增強聯箱接管座的抗疲勞能力來防止管座角焊縫開裂，將聯箱接管座換成加強管座，即保持管座內徑不變，加厚接管座的壁厚，同時將管座與聯箱焊接方式，由半插入式改成騎座式，保證角焊縫全焊透，來增加接管座抗疲勞能力；另一種方法是降低管座角焊縫所承受的應力值，在聯箱下部接管部位增加膨脹彎，通過膨脹彎的變形來降低管座角焊縫的應力值，從而避免接管座角焊縫的開裂。擴建定貨和安裝時如能將二種方法同時采用，將會取得更好的效果。1.3 受熱面管與鍋爐附屬部件的連接

鍋爐人孔門、防爆門、燃燒器及其支撐部件不可避免地要與受熱面接觸，對這些部位連接，首先要盡可能避免采用焊接方法，如果必須采用焊接方法，應避免與受熱面管直接焊接，盡可能焊在鰭片上，同時要保證其焊接質量，嚴格控制焊接咬邊，避免因咬邊產生應力集中使焊縫開裂拉裂受熱面管（我公司99 年#4 爐擴大小修曾發現看火孔周圍水冷壁管的鰭片出現裂紋并延伸至水冷壁管，利港發電廠98 年曾因人孔門與尾部包覆過熱器管焊接處拉裂造成泄漏）。

2、管材過熱

2.1 異物堵塞

制造、安裝過程中的殘留物，如聯箱或管道內的鐵屑、眼鏡片或其它雜物均會造成受熱面堵塞、管內工質流動不暢、流量減少而發生是管材過熱爆管（揚州第二發電有限公司2001年7月、8月曾發生兩次高溫過熱器爆管，在所爆管彎頭處發現有金屬雜物堵塞彎頭）。擴建中應采取的預防措施是加強聯箱和受熱面管排制造的監造工作，嚴把聯箱和管排封堵關，在聯箱和受熱面管封堵前，徹底清除聯箱和管內雜物；在聯箱安裝前，割手孔對聯箱內部進行宏觀檢查，確定聯箱內部是否有加工殘留物或其它異物，對聯箱每只接管內壁進行宏觀檢查，確定管座口是否卡有“眼鏡”片、根部焊瘤是否超標；在管排安裝之前應對管排逐根進行通球試驗，并及時進行封堵，排除異物堵塞受熱面管的可能。

2.2 選材裕度偏小

選材裕度偏小再加上運行中燃燒偏斜等因素是造成管材過熱特別是高溫過熱器管爆管的另一主要原因。表1 是擴建時幾種常見管材的使用溫度范圍：

電廠擴建采用國產機組，由于國內鋼廠和鍋爐廠的生產水平和工藝水平限制，如果根據管材使用溫度的上限選擇鋼材將會給以后的運行和維護增加沉重的負擔。比如我公司#4、#5爐根據鋼102能耐溫600℃，爐內管選用了鋼102，但實質上國內該鋼種并不能達到此溫度，再加上燃燒偏斜造成熱偏差，使高溫過熱器管不斷發生過熱爆管，在使用時間還未到8萬小時的情況下不得不把爐內管排全部換成T91，損失大量的財力、貨力和人力。擴建中采取的預防措施應是在造價許可的范圍內盡可能提高材質檔次，爐內管盡量采用T9l 或更高材質，爐外管應把12CrlMoV 改為鋼102（華能南京電廠原蘇聯鍋爐爐內管采用的是TP304 管材，揚州第二發電有限公司美國鍋爐爐內管采用的是同一管排，根據溫度梯度選用不同材質和厚度的管材）。

3、焊接質量

擴建機組的焊接包括在制造廠的焊接和現場安裝的焊接，從可靠性的統計數據看，有多次爆管原因為制造工藝不良或焊接質量不良，如何對焊接質量進行有效的控制將對機組將來安全穩定的運行起關鍵的作用。無論擴建時采用何種質保體系，以下幾點都應特別引起重視：

一、制造廠的監造工作：不論選擇哪家制造單位，都應按有關規程和標準的要求對重要設備（如受熱面管和聯箱等）進行監造，監造不應局限于各節點的監督檢查，更重要的是應對整個制造過程進行全過程的監督，落實責任制，發現問題及時進行處理，將有關制造缺陷消滅在萌芽狀態；二、安裝過程的監督工作：1、通過協商制訂出統一的質量標準；2、查焊接人員資質；3、查焊接工藝的采用；4、查焊接質量的檢驗；5、查質保體系的運作；具體如何監督應根據擴建時采用何種質保體系作具體的運作。

4、磨損和吹損

4.1 磨 損

受熱面管的磨損主要發生在省煤器管、爐內定位管（夾屏管）與管排、燃燒器附近的水冷壁管。首先擴建中省煤器的選型非常重要，從我公司的經驗來看，螺旋鰭片管和肋片管的省煤器要優于光管省煤器，而螺旋鰭片管和肋片管相比，螺旋鰭片管的抗磨損性能更強一點。同時，在安裝時對易磨損的部位應提前加裝防磨（如穿墻管部位）；其次對定位管與管排之間的磨損，應先確定適當的定位方式，在此基礎上安裝時對可能磨損的部位提前加裝防磨；（最后對燃燒器的安裝要引起足夠的重視，排除運行過程中對附近的水冷壁管可能造成的不利影響（徐州發電廠曾發生過因燃燒器安裝的原因導致周圍水冷壁的爆管）。

4.2 吹 損

根據二十五項反措的要求和提高鍋爐熱效率的需要，擴建機組必定要安裝吹灰器，根據其它電廠的經驗來看，在使用吹灰器初期，吹損受熱面的現象幾乎都發生過，應該引起我們高度的重視。安裝時，可在吹灰器上增裝溫度測點，監控吹灰器的運行和停用狀況，并可在吹灰器的行程上提前加裝防磨。防止鍋爐“四管”爆漏是一個非常復雜的系統工程，涉及到鍋爐“四管”的設計、制造、安裝、檢修、運行及停爐期間的保養，不論哪一環節失控，均有可能造成鍋爐在運行中“四管”發生爆漏，給發電公司造成巨大損失。只有在擴建工程中把防止“四管”爆漏放在一個相當的高度，引起各級領導的高度重視，才能做好這項工作，為機組投產以后的安全運行提供保證。