淺析鍋爐整體水壓試驗方案

摘 要：以某鍋爐安裝工程為例，闡述了鍋爐整體水壓試驗方案，根據(jù)水壓試驗中所存在的缺陷，提出了相應(yīng)的改進措施。

關(guān)鍵詞：鍋爐;水壓試驗;減溫水調(diào)節(jié)閥

0 引言

電廠鍋爐是涉及安全生產(chǎn)的特種設(shè)備，隨著我國電力企業(yè)節(jié)能增效戰(zhàn)略的實施，優(yōu)化鍋爐運行能效成為了電力企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)的重要內(nèi)容。鍋爐整體水壓試驗是鍋爐投入運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是檢驗鍋爐安裝質(zhì)量的最后步驟。因此，結(jié)合水壓試驗結(jié)果，及時調(diào)整鍋爐運行參數(shù)，對于保證電力企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概述

某熱力發(fā)電廠共安裝了3臺蒸發(fā)量72.3 t/h的自然循環(huán)余熱鍋爐，鍋爐采用獨立鋼構(gòu)架，由柱、梁、頂板等部件組成，高45 760 mm，長28 000 mm，寬16 000 mm。鍋爐本體由鍋筒（含內(nèi)部裝置）、水管系統(tǒng)、上升管系統(tǒng)、下降管系統(tǒng)、屏式蒸發(fā)器、一/二級蒸發(fā)管束、過熱器系統(tǒng)（含減溫器系統(tǒng)）、省煤器系統(tǒng)、一次風(fēng)蒸汽加熱空氣預(yù)熱器系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、汽水管路系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)、平臺扶梯、剛性梁、導(dǎo)向裝置、膨脹系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、門類雜件、熱工儀表等組成。

鍋爐水壓試驗范圍包括給水進口到蒸汽出口的所有受熱面承壓部件，即省煤器、鍋筒、水冷壁、蒸發(fā)管屏、空氣預(yù)熱器蒸汽側(cè)加熱管、過熱器和鍋爐范圍內(nèi)的管道及附件等。水壓試驗應(yīng)在環(huán)境溫度5 ℃以上進行，若低于此溫度，則必須采取可靠的防寒措施。水壓試驗用水為經(jīng)過處理的除鹽水或軟化水。上水速度應(yīng)緩慢，上水溫度一般為20～70 ℃。鍋筒工作壓力為4.4 MPa，水壓試驗壓力取鍋筒工作壓力的1.25倍，即4.4×1.25=5.5 MPa。

2 鍋爐整體水壓試驗步驟

2.1? ? 風(fēng)壓試驗

風(fēng)壓試驗是水壓試驗前的重要檢查手段，其目的是檢查試壓范圍內(nèi)的管子、閥門、焊口在較低壓力（≤0.3 MPa）狀態(tài)下的強度及泄漏情況。由于使用的介質(zhì)是空氣，隨時可以進行降壓處理，既省時又經(jīng)濟。其具體步驟為：（1）按照鍋爐整體水壓試驗臨時管路示意圖，檢查臨時系統(tǒng)的管道是否安裝完好。（2）風(fēng)壓試驗前，檢查如下閥門開關(guān)狀態(tài)：1）水壓臨時系統(tǒng)上閥門#1、#2、#3關(guān)閉;閥門#4、#5開啟;2）水冷壁、下降管、省煤器等下部集箱的排污一次門、二次門全部開啟;3）汽包水位計、平衡容器、緊急放水、省煤器再循環(huán)管一次門、二次門全部開啟;4）汽包取樣、加藥和連排一次門開啟，二次門關(guān)閉;5）汽包壓力表一次門、二次門開啟，其他熱工測點閥門全部關(guān)閉;6）爐頂放空閥一次門開啟，二次門關(guān)閉;7）過熱器系統(tǒng)的疏水一次門開啟，二次門關(guān)閉;8）其他閥門全部關(guān)閉。（3）開啟空壓機，對系統(tǒng)進行風(fēng)壓試驗。（4）當(dāng)汽包頂部的壓力表壓力達到0.3 MPa時，對系統(tǒng)進行檢查，如發(fā)現(xiàn)泄漏應(yīng)做好標(biāo)記和記錄，待停機泄壓后再處理。處理完畢并經(jīng)檢查合格后再繼續(xù)做風(fēng)壓試驗檢查，直至發(fā)現(xiàn)沒有泄漏為止，風(fēng)壓試驗才算結(jié)束。（5）關(guān)閉臨時壓縮空氣管路上的閥門#5，打開爐頂放空氣二次門，對系統(tǒng)降壓。

2.2? ? 水壓試驗

水壓試驗步驟為：

（1）鍋爐上水。打開上水閥門#1，給臨時水箱補水，上水過程中注意保證水箱最低水位，防止水泵空轉(zhuǎn);打開爐頂放空閥門二次門，打開上水閥門#2，啟動上水泵，開始上水;當(dāng)鍋爐頂部一個放空閥流出水一段時間，并確認不出空氣后，關(guān)閉該放空閥二次門;當(dāng)所有放空閥流出水，確認不出空氣，并全部關(guān)閉放空閥二次門后，說明鍋爐系統(tǒng)基本充滿水，此時關(guān)閉閥門#2，停上水泵，停止上水;觀察系統(tǒng)有無泄漏之處，如有應(yīng)做好記錄并報告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，以便決定是否需處理。

（2）鍋爐升壓。首先開啟閥門#1，給升壓水箱注水，將閥門#5前壓縮空氣膠管解開，做好升壓準備。其次開啟閥門#3、#4，啟動電動試壓泵，開始加壓。再次通過開啟閥門#5，將升壓速度控制在<0.3 MPa/min以下。當(dāng)壓力升至水壓試驗壓力10%即0.55 MPa時，關(guān)閉閥門#4，停泵停止升壓。檢查有無滲漏及其他異?，F(xiàn)象。如未發(fā)現(xiàn)，可繼續(xù)升壓;否則應(yīng)處理好后再升壓。最后當(dāng)壓力升至汽包工作壓力，即4.4 MPa時，關(guān)閉閥門#4，停泵停止升壓。檢查有無滲漏或其他異常情況，如未發(fā)現(xiàn)，關(guān)閉汽包水位計、平衡容器一次、二次閥門隔離后，繼續(xù)升壓至試驗壓力，即5.5 MPa，否則應(yīng)待處理好后再升壓。緩慢開啟爐頂連通管放空門，把壓力降至4.4 MPa時，進行全面檢查。同樣做好壓力記錄，檢查期間應(yīng)保持壓力不變。

（3）鍋爐降壓。經(jīng)系統(tǒng)水壓試驗后，開啟放空閥，降壓速度不超過0.3 MPa/min，超壓階段降壓不超過0.1 MPa/min。

（4）水壓后保養(yǎng)。水壓后，鍋爐內(nèi)部水不排放，在酸洗前維持充滿水的狀態(tài)，不致使空氣進入，對鍋爐進行滿水保養(yǎng)。盡量縮短與鍋爐堿煮之間的時間，如時間過長，則按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準DL/T 889的相關(guān)規(guī)定進行保養(yǎng)。

3 鍋爐整體水壓試驗所存在的缺陷及改進措施

經(jīng)過整體水壓試驗發(fā)現(xiàn)，鍋爐不足以消除鍋爐左、右側(cè)蒸汽溫度偏差，末級過熱器出口蒸汽溫度達不到額定值。剖析原因主要是由于過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥發(fā)生不同程度的堵塞造成的，鍋爐過熱器減溫水源取自省煤器進口，水溫約295 ℃，壓力接近30 MPa，F(xiàn)e3O4溶解度較高，當(dāng)減溫水流經(jīng)調(diào)節(jié)閥籠套時，由于節(jié)流孔（直徑為1～3 mm）的作用，壓力突然降低，水中的Fe3O4溶解度降低，在節(jié)流孔上集中析出、沉積，最后堵塞整個節(jié)流孔，造成減溫水流量的降低。針對該問題可采取以下改進措施：

3.1? ? 調(diào)節(jié)閥籠套結(jié)構(gòu)改造

在機組運行中發(fā)現(xiàn)，與二級、三級減溫水調(diào)節(jié)閥相比，一級減溫水調(diào)節(jié)閥堵塞速度慢，其原因為一級減溫水調(diào)節(jié)閥籠套節(jié)流孔徑大，減溫水流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時，壓力變化相對較小，F(xiàn)e3O4析出少，且節(jié)流孔徑大，不易造成沉積、堵塞。為此，選擇機組日常運行中堵塞最為嚴重的一級、二級減溫水調(diào)節(jié)閥（共計4臺）進行籠套改造。改造后的調(diào)節(jié)閥流量特性能滿足減溫水調(diào)節(jié)要求，經(jīng)過多次運行檢驗，沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)象。改造后的二級減溫水調(diào)節(jié)閥流量特性曲線如圖1所示。

3.2? ? 改變水處理方式

由于鍋爐過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥堵塞會影響鍋爐的安全運行，發(fā)電廠積極開展了機組給水加氧工作，1、2號機組分別進行了給水加氧工作，水處理方式由AVT方式改為CWT（加氧）方式。2號機組在AVT和CWT兩種水處理方式下的機組熱力系統(tǒng)含F(xiàn)e質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，機組采用CWT水處理方式后，熱力系統(tǒng)中各區(qū)域，尤其是給水泵出口至省煤器進口區(qū)域的Fe質(zhì)量分數(shù)顯著降低。

4 結(jié)語

從治理結(jié)果來看，減溫水調(diào)節(jié)閥籠套改造和改變機組水處理方式（加氧），都可以解決減溫水調(diào)節(jié)閥堵塞問題，但是從機組長遠運行來看，改變機組水處理方式（加氧）要優(yōu)于減溫水調(diào)節(jié)閥籠套改造。

[參考文獻]

[1] 張厚軍.電廠鍋爐過熱器調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].通信電源技術(shù)，2018（10）：65-66.

[2] 郭馨.660 MW超超臨界二次再熱鍋爐調(diào)溫策略研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2017.

收稿日期：2020-01-06

作者簡介：盧軍（1992—），男，江西上饒人，助理工程師，研究方向：電氣自動化。