浅析锅炉整体水压试验方案

摘 要：以某锅炉安装工程为例，阐述了锅炉整体水压试验方案，根据水压试验中所存在的缺陷，提出了相应的改进措施。

关键词：锅炉;水压试验;减温水调节阀

0 引言

电厂锅炉是涉及安全生产的特种设备，随着我国电力企业节能增效战略的实施，优化锅炉运行能效成为了电力企业优化生产的重要内容。锅炉整体水压试验是锅炉投入运行的关键环节，也是检验锅炉安装质量的最后步骤。因此，结合水压试验结果，及时调整锅炉运行参数，对于保证电力企业的安全生产具有重要的现实意义。

1 工程概述

某热力发电厂共安装了3台蒸发量72.3 t/h的自然循环余热锅炉，锅炉采用独立钢构架，由柱、梁、顶板等部件组成，高45 760 mm，长28 000 mm，宽16 000 mm。锅炉本体由锅筒（含内部装置）、水管系统、上升管系统、下降管系统、屏式蒸发器、一/二级蒸发管束、过热器系统（含减温器系统）、省煤器系统、一次风蒸汽加热空气预热器系统、吊挂系统、汽水管路系统、给水系统、钢结构、平台扶梯、刚性梁、导向装置、膨胀系统、密封系统、门类杂件、热工仪表等组成。

锅炉水压试验范围包括给水进口到蒸汽出口的所有受热面承压部件，即省煤器、锅筒、水冷壁、蒸发管屏、空气预热器蒸汽侧加热管、过热器和锅炉范围内的管道及附件等。水压试验应在环境温度5 ℃以上进行，若低于此温度，则必须采取可靠的防寒措施。水压试验用水为经过处理的除盐水或软化水。上水速度应缓慢，上水温度一般为20～70 ℃。锅筒工作压力为4.4 MPa，水压试驗压力取锅筒工作压力的1.25倍，即4.4×1.25=5.5 MPa。

2 锅炉整体水压试验步骤

2.1    风压试验

风压试验是水压试验前的重要检查手段，其目的是检查试压范围内的管子、阀门、焊口在较低压力（≤0.3 MPa）状态下的强度及泄漏情况。由于使用的介质是空气，随时可以进行降压处理，既省时又经济。其具体步骤为：（1）按照锅炉整体水压试验临时管路示意图，检查临时系统的管道是否安装完好。（2）风压试验前，检查如下阀门开关状态：1）水压临时系统上阀门#1、#2、#3关闭;阀门#4、#5开启;2）水冷壁、下降管、省煤器等下部集箱的排污一次门、二次门全部开启;3）汽包水位计、平衡容器、紧急放水、省煤器再循环管一次门、二次门全部开启;4）汽包取样、加药和连排一次门开启，二次门关闭;5）汽包压力表一次门、二次门开启，其他热工测点阀门全部关闭;6）炉顶放空阀一次门开启，二次门关闭;7）过热器系统的疏水一次门开启，二次门关闭;8）其他阀门全部关闭。（3）开启空压机，对系统进行风压试验。（4）当汽包顶部的压力表压力达到0.3 MPa时，对系统进行检查，如发现泄漏应做好标记和记录，待停机泄压后再处理。处理完毕并经检查合格后再继续做风压试验检查，直至发现没有泄漏为止，风压试验才算结束。（5）关闭临时压缩空气管路上的阀门#5，打开炉顶放空气二次门，对系统降压。

2.2    水压试验

水压试验步骤为：

（1）锅炉上水。打开上水阀门#1，给临时水箱补水，上水过程中注意保证水箱最低水位，防止水泵空转;打开炉顶放空阀门二次门，打开上水阀门#2，启动上水泵，开始上水;当锅炉顶部一个放空阀流出水一段时间，并确认不出空气后，关闭该放空阀二次门;当所有放空阀流出水，确认不出空气，并全部关闭放空阀二次门后，说明锅炉系统基本充满水，此时关闭阀门#2，停上水泵，停止上水;观察系统有无泄漏之处，如有应做好记录并报告有关领导，以便决定是否需处理。

（2）锅炉升压。首先开启阀门#1，给升压水箱注水，将阀门#5前压缩空气胶管解开，做好升压准备。其次开启阀门#3、#4，启动电动试压泵，开始加压。再次通过开启阀门#5，将升压速度控制在<0.3 MPa/min以下。当压力升至水压试验压力10%即0.55 MPa时，关闭阀门#4，停泵停止升压。检查有无渗漏及其他异常现象。如未发现，可继续升压;否则应处理好后再升压。最后当压力升至汽包工作压力，即4.4 MPa时，关闭阀门#4，停泵停止升压。检查有无渗漏或其他异常情况，如未发现，关闭汽包水位计、平衡容器一次、二次阀门隔离后，继续升压至试验压力，即5.5 MPa，否则应待处理好后再升压。缓慢开启炉顶连通管放空门，把压力降至4.4 MPa时，进行全面检查。同样做好压力记录，检查期间应保持压力不变。

（3）锅炉降压。经系统水压试验后，开启放空阀，降压速度不超过0.3 MPa/min，超压阶段降压不超过0.1 MPa/min。

（4）水压后保养。水压后，锅炉内部水不排放，在酸洗前维持充满水的状态，不致使空气进入，对锅炉进行满水保养。尽量缩短与锅炉碱煮之间的时间，如时间过长，则按现行行业标准DL/T 889的相关规定进行保养。

3 锅炉整体水压试验所存在的缺陷及改进措施

经过整体水压试验发现，锅炉不足以消除锅炉左、右侧蒸汽温度偏差，末级过热器出口蒸汽温度达不到额定值。剖析原因主要是由于过热器减温水调节阀发生不同程度的堵塞造成的，锅炉过热器减温水源取自省煤器进口，水温约295 ℃，压力接近30 MPa，Fe3O4溶解度较高，当减温水流经调节阀笼套时，由于节流孔（直径为1～3 mm）的作用，压力突然降低，水中的Fe3O4溶解度降低，在节流孔上集中析出、沉积，最后堵塞整个节流孔，造成减温水流量的降低。针对该问题可采取以下改进措施：

3.1    调节阀笼套结构改造

在机组运行中发现，与二级、三级减温水调节阀相比，一级减温水调节阀堵塞速度慢，其原因为一级减温水调节阀笼套节流孔径大，减温水流经调节阀时，压力变化相对较小，Fe3O4析出少，且节流孔径大，不易造成沉积、堵塞。为此，选择机组日常运行中堵塞最为严重的一级、二级减温水调节阀（共计4台）进行笼套改造。改造后的调节阀流量特性能满足减温水调节要求，经过多次运行检验，没有发生堵塞现象。改造后的二级减温水调节阀流量特性曲线如图1所示。

3.2    改变水处理方式

由于锅炉过热器减温水调节阀堵塞会影响锅炉的安全运行，发电厂积极开展了机组给水加氧工作，1、2号机组分别进行了给水加氧工作，水处理方式由AVT方式改为CWT（加氧）方式。2号机组在AVT和CWT两种水处理方式下的机组热力系统含Fe质量分数测定结果如表1所示。

从表1可以看出，机组采用CWT水处理方式后，热力系统中各区域，尤其是给水泵出口至省煤器进口区域的Fe质量分数显著降低。

4 结语

从治理结果来看，减温水调节阀笼套改造和改变机组水处理方式（加氧），都可以解决减温水调节阀堵塞问题，但是从机组长远运行来看，改变机组水处理方式（加氧）要优于减温水调节阀笼套改造。

[参考文献]

[1] 张厚军.电厂锅炉过热器调节系统优化研究[J].通信电源技术，2018（10）：65-66.

[2] 郭馨.660 MW超超临界二次再热锅炉调温策略研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.

收稿日期：2020-01-06

作者简介：卢军（1992—），男，江西上饶人，助理工程师，研究方向：电气自动化。