600MW机组锅炉尾部受热面管排出列变形原因分析及解决措施

高建峰

600MW机组锅炉尾部受热面管排出列变形原因分析及解决措施

高建峰

高建峰

南阳天益发电有限责任公司

高建峰，男，河南南阳市人，目前从事火电厂生产技术管理工作。

南阳天益发电有限责任公司2×600MW发电机组，锅炉为东方超临界参数变压直流炉。投产以来，锅炉尾部受热面管排出列变形严重，影响机组的安全和稳定运行。近年来，通过进行分析摸索并采取一些技术改造措施，此问题得到了有效解决。

南阳天益发电有限公司二期工程装设二台东方600MW汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道、采用挡板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型锅炉，型号DG1900/25.4-Ⅱ4型。水汽系统流程为自给水管路出来的水由炉前右侧进入位于尾部竖井后烟道下部的省煤器入口集箱，水流经省煤器受热面吸热后，由省煤器出口集箱右端引出经下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、中间混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱汇集，后经引入管引入汽水分离器进行汽水分离，循环运行时从分离器分离出来的水进入储水罐，然后排往冷凝器，蒸汽则依次经过顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。进入直流运行时全部工质均经过汽水分离器进入顶棚管。尾部烟道布置有低温过热器、低温再热器、省煤器受热面管排。其中低温再热器分为垂直管组及上、中、下三级管组布置于尾部烟道前部；低温过热器分为垂直管组、水平管组布置于尾部烟道后部。

两台机组分别于2007年12月份和2008年5月份投入运行，投产以来，锅炉的尾部受热面管排出列变形严重，严重影响机组的安全稳定运行。

尾部受热面管排出列变形状况

我厂两台机组自投运以来，每次定修检查均发现尾部受热面管排固定卡组件存在变形松脱情况，导致尾部低温过热器、低温再热器、省煤器管排都有不同程度的出列现象。低温过热器、低温再热器管排出列较多。低温过热器管排固定卡组件在机组投产初期就有变形现象，管排出列较多；低温再热器管排固定卡组件也存在变形现象，且管屏中部原设计没有固定卡，管子出列较多。随着机组投运时间增长，此情况逐步扩大，管排出列愈加严重，管排比较凌乱。

由于大量管子出列变形阻挡烟气流道，造成管子冲刷磨损加剧，引起管道减薄超限爆破，影响机组安全运行。

原因分析

固定卡结构不合理：原设计的管排固定卡组件结构是由两片不锈钢板（材质：Cr20Ni14Si2）夹持，并在管间穿插销轴焊接固定。由于两片不锈钢板厚度仅有4～5mm，受热后强度不足，容易变形，对管道夹持不牢。

加工制造质量有缺陷：销轴与钢板焊接质量不高，易脱焊。

图2 尾部受热面管排出列变形状况图片

图3 原设计管排固定卡组件简图

低温再热器管排中部原设计没有固定卡，管排中间部位管排固定卡组件配置不合理，管排整体夹持力度不足，管子出列较多。

由于以上原因导致管屏固定失效，引起管排失去约束而散乱，管子出列严重。

技术改造措施

利用机组检修机会，曾经尝试使用加工制作的U型固定卡及钢管进行临时矫正加固处理，其效果不好。

通过长期分析和摸索尝试，对低温再热器和低温过热器的管排固定卡组件进行了优化改造，具体改造措施如下。

将低温过热器中间部位原有变形管排固定卡取消，在其原固定卡位置前侧500mm、后侧1500mm处加装两组管排固定卡组件，增强管排整体夹持力度。

将低温再热器管排中间部位加装一组管排固定卡组件，增强管排整体夹持力度。

优化管排固定卡组件结构，将原设计的平板夹持结构改为C形曲面夹持结构，并在管卡的外侧纵向增加加强筋板。材质改为与309S相当的SA351- CH20，采用精密铸造。改型后的管排固定卡组件与管子接触面大且能紧紧夹住管子，可以增加管排固定卡组件与管道的抱合约束效果，能有效防止固定卡与换热管间的机械磨损。提高了固定卡强度和刚度，热态节距定位更准确，可保证在高温环境中长期使用不变形，可有效纠正管排管子出列的现象。

图4 改造前的低过管排固定卡组件结构图

图5 改造前的低再管排固定卡组件结构图

图6 改造后低温再热器和低温过热器管排固定卡组件结构图

图7 低温再热器管排固定卡组件改造安装图

技术改造实施情况

低温再热器管排固定卡组件改造安装

将低温再热器管排吊挂牢固；

将低温再热器管排拉出。

拉出管排后按照受热面检查措施对管排检查消缺，更换出列变形严重管子，并按照图7所示在管排中间部位加装管排固定卡组件。

低温过热器管排固定卡组件改造安装

低温过热器管排按照上述低温再热器管排固定卡组件安装方式进行更换，并将管排中间一组固定卡组件取消，在其前侧500mm、后侧1500mm部位（如图8所示）分别加装新制作的管排固定卡组件。

图8 低温过热器管排固定卡组件改造安装图

图9 改造后效果图片

结语

近年来，通过以上技术改造措施的实施，解决了锅炉尾部受热面管排固定卡组件变形导致尾部受热面管排出列问题。改造至今，管排固定卡组件牢固可靠，尾部受热面管排规整，没有发生管排出列磨损超限爆管事故，有效保障了锅炉的安全可靠运行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.073