鍋爐再熱器泄漏判斷依據(jù)淺析

袁建飛

（秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 秦皇島 066003）

1 設(shè)備系統(tǒng)簡介

某發(fā)電公司3號鍋爐型號G-1025/18.3-M834，為亞臨界壓力中間一次再熱控制循環(huán)爐，單爐膛冂型，露天布置，高強度螺栓全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。爐膛采用氣密式水冷壁，水冷壁由爐膛四周及折焰角延伸側(cè)墻組成，過熱器由爐頂管、尾部包覆、延伸墻包覆、低溫過熱器、分隔屏、后屏及末級過熱器組成，分隔屏與后屏布置在爐膛上部出口處，末級過熱器布置于延伸斜煙道上，低溫過熱器布置于尾部煙道內(nèi)；再熱器由墻式輻射再熱器、屏式再熱器和末級再熱器組成，墻式輻射再熱器布置于爐膛上部前墻和二側(cè)墻前部，在折焰角及延伸墻斜煙道上依次布置屏式再熱器和末級再熱器；省煤器為單級，布置于低溫過熱器下部。

2 異常工況簡介

5月16日上午，公司專業(yè)人員在進行3號爐本體日常點檢過程中，發(fā)現(xiàn)3號爐爐膛44.9m標(biāo)高東、西、北三個方向看，火孔均有較高頻率的異常聲音發(fā)出，遂組織專業(yè)人員赴現(xiàn)場進行檢查、評估。

3 停爐前后檢查過程

針對該異常工況，鍋爐專業(yè)人員開展了相關(guān)檢查工作。

與運行、熱工專業(yè)人員聯(lián)系，關(guān)閉本體吹灰汽源電動門及氣動門，確保無蒸汽因吹灰器彈簧閥內(nèi)漏進入爐膛，關(guān)閉鍋爐左、右側(cè)聲波吹灰器氣源手動門、關(guān)閉爐膛火焰監(jiān)測探頭冷卻風(fēng)，確保無壓縮空氣進入爐膛，以上工作完成后，44.9m標(biāo)高爐膛異音依然存在。

與運行人員共同查閱DCS系統(tǒng)給水流量、主蒸汽流量、機組補水量、主蒸汽壓力、再熱蒸汽壓力、引風(fēng)機電流及動葉開度等，未發(fā)現(xiàn)有明顯異常變化趨勢。

查閱鍋爐四管泄漏監(jiān)測裝置歷史趨勢，44.9m標(biāo)高的11、12測點未發(fā)現(xiàn)明顯的聲強變化和報警信號。

檢查同爐型的4號爐爐膛44.9m標(biāo)高東、西、北看火孔未發(fā)現(xiàn)異常聲音。

通過對異音部位的長期連續(xù)觀測，發(fā)現(xiàn)異音的強度與機組負(fù)荷呈正相關(guān)特性，即負(fù)荷越高時，異音強度越大，負(fù)荷越低時，異音強度變小，但未消失。

最初發(fā)現(xiàn)異音時，44.9m標(biāo)高東側(cè)看火孔聲強明顯高于西側(cè)，6月1日左右，經(jīng)觀測，東、西側(cè)看火孔異音聲強變?yōu)榛鞠嗤?/p>

6月7日晚，3號機組熱備臨停，在320MW、250MW、200MW、150MW、100MW、70MW、10MW、0MW等幾個負(fù)荷點現(xiàn)場觀測異音變化情況，再次確認(rèn)異音聲強與機組負(fù)荷呈正相關(guān)特性，在320MW時，聲強達(dá)到最大，在10MW時達(dá)到最小，在機組打閘后0MW時，異音徹底消失。

6月11日，進入爐膛內(nèi)部檢查確認(rèn)，屏式再熱器左數(shù)第17屏前數(shù)第3根管子下彎頭部位發(fā)生泄漏（第1漏點），泄漏蒸汽將左數(shù)第16屏前數(shù)第1根管子吹損減薄后產(chǎn)生爆口（第2漏點），泄漏蒸汽同時將后屏過熱器左數(shù)第10屏后數(shù)第一根吹損減薄至3.7mm（60×8mm 12Cr2MoWVTiB）。

4 針對檢查過程的分析

針對以上檢查情況，分析如下：

（1）5月16日～6月1日，爐膛44.9m異音應(yīng)為左數(shù)第17屏前數(shù)第3根管子下彎頭（第1漏點）泄漏所發(fā)出，因泄漏蒸汽噴射方向朝向東側(cè)，故東側(cè)看火孔的異音聲強明顯大于西側(cè)。

（2）6月1日以后，第1漏點將左數(shù)第16屏前數(shù)第1根管子吹損減薄后產(chǎn)生爆口（第2漏點），因第2泄漏點蒸汽噴射方向朝向西側(cè)，故此時東、西側(cè)看火孔的異音聲強由東強西弱變?yōu)闁|西基本相同。

（3）依據(jù)弗留格爾公式，再熱器壓力與機組負(fù)荷基本上呈正比例關(guān)系變化；同時，從常規(guī)物理學(xué)的觀點來看，泄漏點的聲音強度與再熱器壓力呈正相關(guān)特性，因此，泄漏聲強與機組負(fù)荷呈正相關(guān)特性得到了解釋。

（4）屏式再熱器左數(shù)第17屏前數(shù)第3根管子下彎頭泄漏部位，觀察到如下特征：管子的破口并不太大，破口的斷裂面粗糙不平整，破口的邊緣是鈍邊并不鋒利，破口附近有眾多的平行于破口的軸向裂紋，破口處的管子脹粗不是很大。

從圖1的這些爆口特征來看，應(yīng)屬于典型的長期超溫過熱爆管外觀特征。

圖1 再熱器管子下彎頭泄漏部位

5 再熱器泄漏的檢查判斷經(jīng)驗總結(jié)

（1）《SG-1025/18.3-M834鍋爐集控運行規(guī)程》中，再熱器管泄漏現(xiàn)象如下：

①再熱器附近有泄漏聲，嚴(yán)重時爐膛負(fù)壓變正壓，從不嚴(yán)密處噴出煙和蒸汽。②再熱蒸汽壓力下降，負(fù)荷不變情況下，主蒸汽流量增加。③“四管泄漏裝置”報警。④損壞側(cè)煙溫下降，兩側(cè)煙溫偏差增大。⑤吸風(fēng)自動時機動葉不正常地開大。

（2）過熱器管泄漏的現(xiàn)象如下：

①蒸汽流量不正常地小于給水流量，損壞嚴(yán)重時汽壓下降。②過熱器處有泄漏聲，嚴(yán)重時，爐膛負(fù)壓變正，并從檢查孔門及不嚴(yán)密處有煙氣和蒸汽噴出。③“四管泄漏裝置”報警。④泄漏側(cè)煙溫下降，兩側(cè)煙溫偏差增大。⑤引風(fēng)機自動時動葉不正常開大。

可以看到，運行規(guī)程及再熱器與過熱器泄漏時的現(xiàn)象基本相同，只是給水流量大于蒸汽流量這點不同，但由于給水和蒸汽流量測量的精度問題，在泄漏較小時很難依據(jù)該點判斷出是再熱器還是過熱器泄漏，另外，公司建廠20余年來所發(fā)生的四管泄漏，水冷壁、過熱器居多，再熱器較少，因此，對于再熱器泄漏的檢查、判斷經(jīng)驗較少，下面就再熱器泄漏初期的特征進行總結(jié)。

再熱器泄漏的隱蔽性較強，因其內(nèi)部蒸汽壓力遠(yuǎn)低于過熱器和水冷壁，因此，相同面積爆口的泄漏量也遠(yuǎn)小于二者，泄漏面積不達(dá)到一定程度，從給水流量、蒸汽流量、補水量、引風(fēng)機動葉開度等運行參數(shù)很難發(fā)現(xiàn)。

再熱器泄漏時現(xiàn)場泄漏聲音強度與機組負(fù)荷呈正相關(guān)特性，該點可作為判斷再熱器是否泄漏的判據(jù)之一。

再熱器因壓力較低，現(xiàn)場泄漏聲音強度較小，不易與爐內(nèi)煙風(fēng)聲音辨別，需要長期跟蹤爐內(nèi)聲音變化情況，積累監(jiān)聽經(jīng)驗方可辨別。

再熱器泄漏從發(fā)生、發(fā)展可能會維持幾周或更長時間，但前提是泄漏蒸汽未對其他管排（尤其是過熱器和水冷壁）造成吹損，如再熱器漏點對過熱器或者水冷壁受熱面造成吹損，一旦過熱器或者水冷壁爆管，則極有可能因機組參數(shù)維持不住造成機組非計劃停運。

6 結(jié)語

（1）本次3號爐屏式再熱器泄漏，泄漏部位位于四管泄漏裝置的11、12測點監(jiān)測范圍內(nèi)，但四管泄漏監(jiān)測裝置未及時發(fā)出報警，建議對現(xiàn)有四管監(jiān)測裝置的功能性進行檢查，必要的情況下應(yīng)考慮對該裝置進行技術(shù)改進或換型，以確保其功能性能夠正常發(fā)揮，起到提示運行人員和技術(shù)人員的作用。

（2）從爆口特征來看，本次3號爐屏式再熱器屬于典型的長期超溫過熱爆管，該點金屬及鍋爐專業(yè)人員已達(dá)成共識，在超溫原因未調(diào)查清楚前，本次臨修采取了在聯(lián)箱打堵，取消整個管圈的處理措施。

（3）本文對再熱器泄漏的特征和判斷依據(jù)進行了初步經(jīng)驗總結(jié)，希望該總結(jié)能對工程技術(shù)人員現(xiàn)場判斷鍋爐泄漏提供一定幫助。