淺談超臨界600MW機組W火焰鍋爐的安裝防爆管技術控制

羅雄東

摘 要：隨著電力需求的加快增長，能源保障和環(huán)保形勢日益嚴峻。為了滿足電力需求，我國火力發(fā)電機組正向著大容量、高參數(shù)的超臨界機組發(fā)展。這使得發(fā)電設備工作環(huán)境更加惡劣，設備安全性和技術要求更高，操作控制也變得更加復雜。本文在闡述600MW超超臨界機組鍋爐爆管原因的基礎上，針對性地提出了預防措施，以期確保機組的安全和穩(wěn)定運行。

關鍵詞：超臨界機組 W火焰爐 防爆 技術控制

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（b）-0039-02

越南永新燃煤電廠一期工程2?620MW機組為東方鍋爐股份有限公司制造的DG1987/25.31-∏12超臨界W型火焰直流爐，配套雙進雙出鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)。作為專門適用于燃燒低反應能力的無煙煤和貧煤的W火焰爐，具有其他類型鍋爐沒有的優(yōu)越性。但是它也有其他爐型沒有的缺點，就是啟動初期及運行過程中容易發(fā)生爆管現(xiàn)象，造成停爐停機。因此如何在施工過程中采取有效措施進行控制，確保鍋爐達到年可用系數(shù)7446h、滿足合同要求是我們面臨的一個重要課題。

1 W火焰爐爆管原因分析

（1）鍋爐焊口質(zhì)量問題。

包括廠家制造焊口及現(xiàn)場組合焊口。綜合鍋爐爆管的歷史經(jīng)驗，焊口質(zhì)量問題主要有砂眼、裂紋、未融合、咬邊、錯口等，預計這也跟電力標準檢驗比例有關，總是有漏網(wǎng)之魚。

（2）汽水系統(tǒng)清潔度問題。

包括廠家制造過程中的系統(tǒng)設備清潔度問題，也包括現(xiàn)場施工過程中清潔度控制的問題，例如施工過程中進入系統(tǒng)的內(nèi)磨頭、鐵塊、碎石、焊條頭等，如果在啟動前沒有發(fā)現(xiàn)，可能造成局部系統(tǒng)管道堵塞，從而造成受熱管道局部過熱，這是造成爆管的另外一個原因。

（3）受熱不均勻，導致水冷壁受熱應力而拉裂爆管。

這是W火焰爐的一大特點，燃燒器布置在前后爐拱，爐膛寬深比較大，煤粉著火后向下自由伸展，在距一次風口數(shù)米處才開始轉(zhuǎn)彎向上流動，形成W形（應該也是W火焰爐的由來），火焰行程較長，煤粉在爐內(nèi)的滯留時間長，有利于煤粉的燃盡。但是此W火焰的特點也導致受熱面各部位受熱不均勻，容易產(chǎn)生熱應力，進而導致水冷壁鰭片拉裂引起爆管，最主要的部位出現(xiàn)在冷灰斗4個角部水冷壁，幾率極高，如圖1所示。

（4）鍋爐本體膨脹受阻造成爆管。

這類主要是外部連接儀表、汽水管道、平臺、欄桿、吊桿等設置或者安裝不合理，以及剛性梁未按圖施工造成銷軸與水冷壁連接處卡死，限制了上部水冷壁左右方向的膨脹等，進而影響鍋爐的膨脹、伸縮，從而導致爆管。

（5）含灰量較高的煙氣長期沖刷管道造成管壁逐步變薄，最終導致爆管。

（6）吹灰器等安裝不完善，不能可靠地運作，導致鍋爐積灰不能及時清理，影響受熱面均勻受熱而引起爆管。

2 解決措施

以上是施工過程中可能影響到鍋爐爆管的主要因素，當然也不可能全面覆蓋各類爆管的原因，我們僅是從施工角度去分析解決上述問題，從而實現(xiàn)本項目鍋爐的零爆管控制目標。首先我們項目部成立零爆管工作小組，大局上以做好一帶一路重點標桿項目為引領，創(chuàng)造中國產(chǎn)品在越南的質(zhì)量精品工程為指導思想，加強對鍋爐施工過程的質(zhì)量監(jiān)控，確保實現(xiàn)零爆管目標。

2.1 針對序項1

主要采取引進第三方廠家設備金屬監(jiān)督，結(jié)合現(xiàn)場鍋爐承壓焊口的100%NDE探傷檢查。一是有效地控制了設備到貨質(zhì)量；二是確?，F(xiàn)場焊口合格率100%。圍繞現(xiàn)場合格率，我們采取了嚴格的焊材管控（項目部統(tǒng)一采購、合格供方管理、烘培管理登記發(fā)放等）、焊工考核雙證管理（在原有國內(nèi)有效焊工證基礎上，在項目部現(xiàn)場按照ASME要求重新取證）、控制現(xiàn)場對口質(zhì)量、質(zhì)量驗收五級管理（項目部三級、總包、咨詢、業(yè)主工程師），最終實現(xiàn)兩臺鍋爐共89667個承壓焊口無一泄露，一次合格率達到99.5%以上（#1機組99.5%，#2機組99.7%），達到甚至超過核電機組的焊接一次合格率。

2.2 針對序項2

首先對全廠中低壓管道材料進行內(nèi)表面打砂清理并進行封口管理，受熱面管排100%按照規(guī)程規(guī)范通球及吹掃，焊接過程中進行氬弧焊打底，同時加強過程封口管理，達到了非常好的效果。例如開式水系統(tǒng)僅沖洗兩次（換水兩次）就達到澄清的合格要求；#1機組吹管第39次靶板檢查結(jié)果基本達到合格標準，也驗證了系統(tǒng)清潔度達到了很好的效果。其次在系統(tǒng)酸洗后及吹管后對各集箱進行割口檢查（委托第三方進行內(nèi)窺鏡檢查），對可能存在的異物進行打撈清理，確保整套啟動系統(tǒng)內(nèi)部清潔。

2.3 針對序項3

總結(jié)其他W火焰爐的經(jīng)驗，采取預留膨脹間隙的措施，即在冷灰斗4個角部水冷壁，預先切割開一條長477mm，寬1～2mm的鰭片間隙（端部配鉆Φ5mm止裂孔），作為膨脹間隙，再外部增加一個密封盒（材質(zhì)使用12Cr1MoV，方案得到制造廠家校核認可），達到密封效果。事后結(jié)果證明，效果顯著，沒有出現(xiàn)水冷壁拉裂現(xiàn)象，如圖2所示。

2.4 針對序項4

組織全面排查整臺鍋爐，梳理儀表、油、汽水管道、平臺欄桿、剛性梁及銷子角部連接、吊桿受力等，逐一排除處理影響鍋爐膨脹的部位，確保鍋爐膨脹滿足廠家設計要求。

2.5 針對序項5

組織對鍋爐煙道內(nèi)布置的管系進行檢查，逐一檢查防磨套管的安裝部位及角度，確保符合廠家設計要求，對可能的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合咨詢、廠家等的建議加裝防磨套管。

2.6 針對序項6

一是找具有豐富經(jīng)驗的施工人員，保證管道法蘭密封良好；二是加強深度調(diào)試，保證吹灰器滿足設計要求，進退自如，運作可靠。

3 結(jié)語

越南永新燃煤電廠一期工程2×620MW機組超臨界W火焰爐經(jīng)過上述應對措施后，目前#1機組已經(jīng)投產(chǎn)（#2機組正在吹管階段），系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)滿負荷運行一個月，沒有出現(xiàn)任何爆管現(xiàn)象，為后繼的機組可靠及長周期運行打下了堅實的基礎，也創(chuàng)造了國產(chǎn)首臺同類鍋爐的零爆管記錄，扭轉(zhuǎn)了中國產(chǎn)品在越南市場不佳的印象，政府有關部門也對#1機組的快速順利投產(chǎn)感到不可思議。越南方咨詢PECC2項目經(jīng)理阮仁寶甚至在多個不同場合不遺余力贊揚廣東火電越南永新一期工程項目的出色表現(xiàn)并向沿海二期業(yè)主等其他項目推薦，認為是在越南電力建設中最好的施工單位，不僅進度提前于合同工期，所有的節(jié)點均一次通過，168h試運期間一直滿負荷順利完成，創(chuàng)造了越南新的BOT項目最快投產(chǎn)記錄。

參考文獻

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