淺析鍋爐“四管”檢查要點(diǎn)及相關(guān)問題處理措施

邱運(yùn)立

（華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東濟(jì)寧273500）

0 引言

華電國際鄒縣發(fā)電廠四期工程（#7、#8）2×1 000 MW超超臨界鍋爐型號DG3000/26.15-II1，由日本BHK公司完成高過、高再、屏過和過渡段水冷壁的施工設(shè)計(jì)和制造；東方日立鍋爐有限公司完成尾部豎井省煤器蛇形管、低溫過熱器蛇形管、低溫再熱器蛇形管、后豎井省煤器吊掛管的設(shè)計(jì)和制造；煤粉燃燒器由日本BHK公司完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，由東方日立鍋爐有限公司進(jìn)行制造。鍋爐為高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)II型鍋爐。

火力發(fā)電廠鍋爐“四管”是指鍋爐設(shè)備中的省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器，“四管”的故障對鍋爐設(shè)備的正常生產(chǎn)運(yùn)行影響是極大的，尤其是“四管”出現(xiàn)的爆漏問題，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組被迫停運(yùn)，給企業(yè)安全生產(chǎn)帶來威脅，經(jīng)濟(jì)效益造成損失[1]。因此，做好鍋爐“四管”的防磨防爆檢查工作尤為重要，掌握鍋爐“四管”檢查的要點(diǎn)及相關(guān)問題的處理措施，不僅能有效提高檢查質(zhì)量，還能降低機(jī)組停機(jī)事故發(fā)生的概率。

1 鍋爐“四管”檢查要點(diǎn)

1.1 檢查的重點(diǎn)部位

1.1.1 水冷壁的檢查

主要檢查其磨損、拉裂、高溫腐蝕和機(jī)械損傷。

（1）燃燒器附近水冷壁管受熱量最高的部位需進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢查，檢查管子是否出現(xiàn)磨損、高溫腐蝕和鼓包的情況，以及水冷壁的鰭片是否存在熱應(yīng)力裂紋等缺陷。燃燒器噴口安裝位置偏差、燃燒器噴口水冷壁與二次風(fēng)箱密封不嚴(yán)、二次風(fēng)噴口變形均能加劇飛灰對水冷壁管的沖刷減薄。

（2）吹灰器孔附近水冷壁管，檢查吹灰器是否存在偏吹現(xiàn)象及水冷壁管是否存有高溫腐蝕現(xiàn)象，在運(yùn)行過程中水冷壁管吹損與腐蝕交替發(fā)生[2]。2014年，#7爐大修防磨防爆檢查過程中，發(fā)現(xiàn)短吹周圍水冷壁管存在高溫腐蝕、吹損減薄以及焊補(bǔ)處理過的管段共計(jì)43根，減薄最嚴(yán)重處測厚為5.1 mm（管子規(guī)格：φ38.1×7.5，材質(zhì)：SA-213T2，本次大修換管標(biāo)準(zhǔn)：壁厚減薄不超過原壁厚20%）。兩側(cè)墻水冷壁區(qū)域?yàn)檫€原性氣氛，H2S的生成量較多，導(dǎo)致高溫腐蝕；吹灰器孔周圍水冷壁管高溫腐蝕嚴(yán)重，主要是因?yàn)樵谒浔诠芡獗诋a(chǎn)生的腐蝕層容易被吹損剝落，剝落以后母材再一次被高溫腐蝕，形成腐蝕循環(huán)，因而腐蝕程度比其他區(qū)域嚴(yán)重。

（3）爐膛四角的水冷壁管由于膨脹不暢容易造成管子被拉裂拉傷現(xiàn)象。#7爐底部為螺旋式水冷壁，在飛灰下降過程中會(huì)沿著水冷壁管之間的鰭片下滑，極易磨損減薄前墻與側(cè)墻交界處彎頭部位的水冷壁管。爐膛四角有時(shí)因滅火放炮，存在水冷壁管被沖裂的現(xiàn)象。

（4）冷渣斗前后墻斜坡水冷壁主要檢查有無被掉焦塊砸傷、砸扁的管子，以及打焦時(shí)有無傷及水冷壁管。在#7機(jī)組大修時(shí)對冷渣斗及上斜坡水冷壁磨損、機(jī)械損傷檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)部分管排機(jī)械凹坑最深處達(dá)到1.0 mm，主要是因上部掉落的大焦塊對此處水冷壁管砸傷所致。

（5）折焰角處布置了上斜坡水冷壁和凝渣管，由于處在爐膛熱量的高溫區(qū)域，此通道又安裝了蒸汽吹灰器，對水冷壁管彎頭部位的損傷較大。因機(jī)組運(yùn)行時(shí)，吹灰器投運(yùn)，吹灰器位置距離水冷壁彎頭較近易造成吹損減薄，且此位置受飛灰沖刷影響，加劇減薄速度。在2018年#8爐防磨防爆檢查中發(fā)現(xiàn)RL9吹灰器通道底包覆水冷壁管彎頭部位存在吹損減薄現(xiàn)象，對534根水冷壁管（管子規(guī)格：φ38.1×7.5，材質(zhì)：SA-213T2）彎頭部位全部測厚，發(fā)現(xiàn)減薄超標(biāo)缺陷管共計(jì)33根。吹灰蒸汽吹損是造成該處管子減薄超標(biāo)的主要原因，同時(shí)吹灰器外管燒損掉落在水冷壁凝渣管北側(cè)中間位置，該處煙氣受阻致使斷管上方煙氣流速加快，進(jìn)一步加劇管子的飛灰磨損減薄。凝渣管下部與水冷壁管交界處一般采用耐火材料進(jìn)行防護(hù)，要仔細(xì)檢查耐火材料脫落部位的水冷壁管是否存在壁厚減薄的現(xiàn)象。

1.1.2 過熱器的檢查

主要檢查管排過熱、磨損、吹損、蠕變漲粗、鼓包。

（1）過熱器布置在高溫區(qū)域，工作條件是鍋爐受熱面中最惡劣的，由于此處受熱面管壁溫度接近于所用鋼材允許極限溫度，長期在高溫?zé)煔庵泄ぷ?，管?nèi)蒸汽溫度也較高，常常出現(xiàn)管子漲粗的缺陷。

（2）鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中帶有大量的灰粒，灰粒隨著煙氣流過受熱面管子時(shí)會(huì)對過熱器造成磨損，尤其在形成煙氣走廊的區(qū)域?qū)κ軣崦婀茏拥哪p現(xiàn)象較為明顯[3]。屏過下端和折焰角貼近的部位、水平煙道低溫過熱器靠近側(cè)墻處的第1排、管排固定裝置脫落等造成的管排節(jié)距不均勻區(qū)域，這些區(qū)域極易出現(xiàn)煙氣走廊，造成局部煙速過高，加劇過熱器管的磨損。

（3）過熱器通道安裝吹灰器的區(qū)域，要檢查吹灰器孔的布置是否處在過熱器管排空擋的中心，檢查防磨瓦與管卡的安裝是否留有縫隙形成渦流。同時(shí)對吹灰器吹損情況進(jìn)行檢查，對吹灰器吹損的過熱器管彎頭部位重點(diǎn)測厚。

（4）過熱器固定裝置的檢查，過熱器管排通過固定管排夾或者固定塊進(jìn)行固定，防止相鄰管子間在運(yùn)行過程中發(fā)生碰撞、摩擦而磨損。在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)存在管排夾開焊導(dǎo)致管排夾直接與相鄰管排產(chǎn)生機(jī)械碰撞使管子出現(xiàn)凹坑與劃痕的現(xiàn)象，或者管子出列導(dǎo)致煙氣直接吹損出列的管子減薄超標(biāo)的現(xiàn)象。

1.1.3 再熱器的檢查

主要檢查再熱器管磨損、吹損、高溫腐蝕、蠕變漲粗。

（1）再熱器的磨損主要發(fā)生在易形成煙氣走廊的部位。煙氣走廊會(huì)加快煙氣的流速，使灰粒對管壁的撞擊力增大，從而加劇磨損程度。

（2）再熱器的吹損主要發(fā)生在吹灰器通道區(qū)域內(nèi)，其中管夾卡件部位以及水平段管子區(qū)域的吹損尤為嚴(yán)重，這些區(qū)域空間狹小、管排布置緊湊，容易產(chǎn)生積灰，吹灰器投運(yùn)頻率相對較大。吹灰器通道區(qū)域內(nèi)的管子需檢查防磨裝置是否存在偏轉(zhuǎn)、脫落、破損等現(xiàn)象。2018年，#8爐小修防磨防爆檢查發(fā)現(xiàn)高溫再熱器L/R10吹灰器通道管子存在吹損減薄現(xiàn)象，減薄超標(biāo)管段共計(jì)4根，彎曲變形嚴(yán)重管段7根（內(nèi)9圈規(guī)格：φ50.8×3.2，材質(zhì)：SUPER304H，外三圈規(guī)格：φ50.8×3.2，材質(zhì)：HR3C）。因機(jī)組長期運(yùn)行，吹灰器投運(yùn)過程中對高再管造成吹損，導(dǎo)致部分管段減薄超標(biāo)。

（3）再熱器管的高溫腐蝕主要發(fā)生在高溫再熱器區(qū)域，此處煙氣側(cè)溫度很高，煙氣和飛灰中的有害物與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成管壁高溫腐蝕致使管壁變薄。

（4）再熱器管蠕變漲粗檢查需停機(jī)檢修時(shí)測量蠕變值。

1.1.4 省煤器的檢查

主要檢查磨損、吹損、防磨裝置、密封情況。

（1）省煤器管的磨損主要是因煙氣從管排間通過煙氣中附著的灰粒磨損所致，這時(shí)要檢查管排節(jié)距是否均勻以及管排固定裝置是否損壞，重點(diǎn)檢查左右側(cè)靠近爐墻處的管子。此外，省煤器懸吊管與低過管排運(yùn)行期間發(fā)生碰撞會(huì)導(dǎo)致省煤器懸吊管的磨損。

（2）吹損主要發(fā)生在吹灰器通道內(nèi)，蒸汽帶著飛灰以一定的壓力沖擊管子減薄省煤器管厚度。檢查時(shí)根據(jù)吹灰器的行程長度檢查相應(yīng)區(qū)域內(nèi)管子的吹損情況。

（3）省煤器的防磨裝置檢查主要包括防磨瓦是否松動(dòng)移位、偏轉(zhuǎn)、磨壞以及包覆耐火涂料的區(qū)域涂料脫落情況等。

（4）密封情況主要檢查省煤器蛇形管靠近爐墻側(cè)、中隔墻處是否存在漏風(fēng)、漏灰的現(xiàn)象。

2 相關(guān)問題處理措施

在防磨防爆檢查后整改消缺的過程中，往往受到檢修工期、進(jìn)度、條件等多種因素的影響。筆者結(jié)合歷年來鍋爐防磨防爆整改過程中的實(shí)際情況，根據(jù)不同的檢修條件采取的措施簡要?dú)w納如下：

（1）減薄超標(biāo)的管子，堅(jiān)持有條件必更換的原則，更換新管過程中要做好全過程監(jiān)督，包括新舊管材質(zhì)的打光譜確認(rèn)、焊材的選取確認(rèn)、割管前防誤傷相鄰管子、割管后防異物控制、通球試驗(yàn)、焊接后焊口的射線探傷等。

（2）壁厚接近超標(biāo)數(shù)值的管子，最佳方案為更換新管，考慮到其他因素的影響，可以采取焊補(bǔ)處理，焊補(bǔ)前將焊補(bǔ)部位打磨出金屬光澤，焊補(bǔ)處理后進(jìn)行滲透檢測。

（3）吹損或磨損減薄壁厚仍未接近超標(biāo)數(shù)值的管子，根據(jù)現(xiàn)場管子布置合理加裝防磨裝置對吹損部位進(jìn)行保護(hù)，必要時(shí)加360°的全瓦防護(hù)防止運(yùn)行過程中管排振動(dòng)致使防磨瓦偏轉(zhuǎn)對應(yīng)防護(hù)部位失去防護(hù)作用。彎頭處加瓦時(shí)防磨瓦弧度應(yīng)與管子弧度一致，存在多塊防磨瓦焊接時(shí)，防磨瓦之間不能留有縫隙。

（4）管子的機(jī)械劃痕或凹坑，要根據(jù)劃痕或凹坑的深度，結(jié)合管子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采取更換新管或?qū)澓?、凹坑打磨焊補(bǔ)處理。

（5）容易出現(xiàn)超溫、腐蝕、漲粗的管子，根據(jù)金屬監(jiān)督部門下達(dá)的指令割管取樣檢查。對于變色的管子應(yīng)進(jìn)行金相組織的檢驗(yàn)和硬度的檢測，確認(rèn)無異常。

（6）鰭片裂紋采取打磨表探的措施，若裂紋延伸到管子根部，則需要對管子進(jìn)行更換，防止裂紋撕裂管子引起泄漏。

（7）各聯(lián)箱管道對接焊縫和聯(lián)箱管座的可疑裂紋，挖補(bǔ)后進(jìn)行滲透檢測。

（8）防磨裝置安裝位置不符合要求的進(jìn)行調(diào)整或更換加裝新防磨裝置。

（9）固定裝置、密封裝置缺失，及時(shí)焊接恢復(fù)，漏風(fēng)、漏灰區(qū)域根漏點(diǎn)位置采用耐火材料或鋼板焊接封堵。

（10）管子防腐一般采用噴涂處理。

3 結(jié)語

在火力發(fā)電安全生產(chǎn)過程中，鍋爐“四管”泄漏會(huì)對安全生產(chǎn)造成巨大的威脅，由于鍋爐“四管”泄漏后必須停機(jī)消缺，所以，鍋爐“四管”安全運(yùn)行是火力發(fā)電安全生產(chǎn)工作的重中之重[4]。以上簡要分析了鍋爐“四管”檢查的要點(diǎn)，并結(jié)合檢修實(shí)際對相關(guān)問題的處理措施進(jìn)行了簡要?dú)w納說明，對消除受熱面缺陷、提升機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行水平起到一定的推動(dòng)作用。