防止电厂锅炉受热面泄漏技术措施

国家电投集团中电投电力工程有限公司 鲍传春

为确保火力发电机组锅炉受热面长期稳定运行，减少锅炉受热面泄漏，参考近年来全国范围内火力发电厂锅炉机组在设计、安装、运行中存在的问题，要求锅炉厂对设备进行设计优化、管控制造工艺；针对锅炉安装过程中出现的问题，要求施工单位加强过程管理等措施；调试单位在整套调整试验阶段须按照设计、设备厂图纸及技术资料，结合调试相关规程规范严格执行调试程序；使设计、制造、安装、调试中每一步质量可控在控，扎实做好防止锅炉受热面泄漏各阶段工作，特提出本技术措施，最终实现锅炉受热面泄漏大幅度下降。

1 设计、制造阶段采取的措施

锅炉炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈型式，螺旋管圈采用内螺纹管。水循环计算各项安全指标要留有足够裕度，确保各种负荷下水循环的安全可靠。对水冷壁管子及鳍片应进行温度和应力计算，使锅炉启动、停炉和各种负荷工况时管壁、鳍片温度均低于许用应力值。合理选用过热器和再热器管子壁厚和材质，用计算机对每根管子的各管段作不同工况下的壁温计算，同时对蛇形管同屏和屏间流量分配与偏差进行详细计算。由此选择材料与壁厚，管子和强度计算与许用应力严格按相关的规定计算确定。管子的设计壁温留有足够裕度。过热器和再热器系统采用完备的气温调节措施，过热器设二级喷水减温器，再热器采用平行烟道挡扳调温，并设有事故喷水减温器，可有效地保证锅炉蒸汽参数，减少左右侧气温偏差，防止管壁过热超温。

加强原材料、外协件、外购件入厂检验工作。凡按相关程序文件和技术标准要求进行检验合格的原材料、外协件、外购件方可入库。对关键的直发用户的外购件，发货前应通知监造人员到制造现场验收合格后方可发运。加强对管材的质量控制，在原有入厂检验项目上增加涡流探伤检查，以确保不合格的管材不投入生产。

具体做法是：首先是对管材进行100%涡流探伤，凡涡流检查不合格的管材严禁使用；其次库房加强对原材料的维护、保养，标识清楚，分类堆放。监造人员应不定期对库房的账、卡、物一致性进行抽查，杜绝材料混用现象；再次关键工序制定和完善工艺流程，如集箱和水冷壁管屏装焊工艺流程、管屏通球工艺流程、水压试验工艺流程、热处理工艺流程，焊接工艺流程等，做到关键工序有章可依，保证关键工序的制造质量；最后加强生产过程的巡回检查和停工待检制度。把原材料、焊接、热处理、水压试验、无损探伤、通球等工序作为停工待检点，严格检查且做好记录，确保验收质量。

2 安装阶段采取的措施

2.1 设备检查

设备进场后，严格按规程、规范对设备进行验收，加大设备外观、材质的检查范围和力度，对母材裂纹、折叠、龟裂、砂眼和分层、表面凹坑、材质错用、焊缝根部氧化、过烧、未融、气孔、夹渣、未填满、焊缝焊偏、咬边、管子割伤、划伤、电弧击伤及运输变形、损伤等缺陷进行更换和补焊，必要时进行返厂处理。加大对受热面管子的外径和壁厚进行抽查的比例，重点检查水冷壁、过热器、再热器、省煤器等部件弯管部位壁厚和椭圆度，对不符合设计和规范要求的全部予以更换。组合和安装前，严格按规范要求对全部合金材质部件进行光谱复查并做好标识，检查记录和报告齐全、完整。

2.2 保证系统内部清洁

对受热面管管排及单管在组合和安装前分别进行通球试验，严禁将球遗留在管内，通球后应做好可靠的封闭措施。严格按电力规范要求，按照不同管子内径和弯曲半径选择合适直径的钢球，设专人保管，建立初始台帐和跟踪台帐，详细记录领用日期、归还日期、人员和钢球种类、数量，在锅炉全部受热面通球工作结束后，应保证最终钢球种类、数量与初始台帐相符。加大对组合安装前所有联箱内部及接管座的检查清理工作，对集箱接管座用钢丝绳进行逐一检查，彻底清除“钻孔底片”(俗称眼镜片)；保证每个接管座通畅，集箱用压缩空气吹扫、清理后用内窥镜、摄像头等方法仔细检查，确保内部清洁度。

在大口径管对口前再次用人工和大功率吸尘器（或压缩空气）对集箱内部进行清理、检查，合格后方可对口封闭，彻底清除有可能在施工过程中遗留在集箱内部的焊渣、磨头、焊条头、手套、小型工器具等杂物。所有小口径单管在对口安装前用压缩空气吹扫、通球后方可安装。对中大口径的汽水连接管在吊装前进行吹扫、通球，防止在制造、运输过程中泥土、沙石、塑料管盖等杂物遗留在管内。对内壁锈蚀严重的管子内壁进行喷砂处理，并用压缩空气吹扫干净。通球后的管子、联箱做好可靠封闭、标识清晰。在管口打磨过程中应有防止铁屑、磨头落入管道内的措施。

2.3 对焊接的要求

制定针对性的焊接技术方案或作业指导书，保证焊接、热处理、无损检测作业按作业指导书工艺要求进行，对于易产生应力集中部位，可采用热处理等手段进行预防控制。从事焊接、热处理、无损检测的人员必须持证上岗，其中高压焊工须经过现场模拟考试合格后方能上岗。不得在承压部件上直接引弧，对T91/P91、TP347等高合金钢或不锈钢采用有高频引弧功能的电焊机。对发生电弧擦伤的部位，必须进行打磨（补焊）处理，经PT 或MT检查合格后方能闭环，对于缺陷无法消除的部位必须进行换管处理。对割伤的管子根据厂家或规范规定的工艺标准要求进行补焊或更换。换管所用管材在使用前必须进行测厚、光谱复查，防止出现管子壁厚、材质错用现象。

对于更换和补焊处理的管子要做好相关记录，增加焊口应在焊口定位图中标出。对于T91材质管道必须做好预热工作并形成相关记录文件，对于P91材质管道必须全程温控记录，禁止中途拆除温控设施。在焊接结束进行热处理过程中必须保证保温棉的厚度、宽度及热处理升降温速度、恒温时间，防止出现硬度过高、过低现象。焊口缺陷返修时，严禁使用火焰切割或碳弧气刨。组合（安装）焊接过程中的电焊线不得破损，对于存在破损的焊线必须进行包扎或更换处理防止在移动过程中电弧击伤管子。热处理机必须采用双路供电，热处理部位必须有可靠地防雨雪措施。在受热面安装、焊接工作结束后，对合金部件、焊缝全部进行光谱复查，以防错用。

3 调试及试运阶段采取的措施

3.1 机组化学清洗

为确保锅炉本体和炉前系统化学清洗质量，尽可能多地采用正式系统和设备，扩大化学清洗范围（除氧器、高低加、排汽装置及相应系统）。承担化学清洗的单位应具备相应资质。清洗完毕后对锅炉水冷壁下集箱、省煤器进口集箱进行100%的割管检查、清理，对除氧器、高低加和凝汽器进行彻底清理等有效可行的措施，实现锅炉本体和炉前系统内部清洁。化学清洗结束至锅炉点火启动时间控制在20天内，如超过20天应采取相应的防锈蚀措施。

3.2 锅炉点火吹管

在锅炉点火升压及吹管过程中，应按规程要求进行汽、水品质监督，汽水不合格不得进行吹管。为防止锅炉升温升压速度过快，导致再热器超温，应做到：

开大机组高低压旁路，增加锅炉排污，加大锅炉给水流量；保持除氧器水温较低；优化磨煤机调整，保证足够的煤粉浓度和合适的煤粉细度。严格控制炉膛出口烟温不超过500℃或按制造厂的要求。加强对锅炉膨胀系统检查，加强对各汽水管道的弹簧支吊架检查，发现问题及时处理。吹管过程中，应注意充分疏水，防止过热器和再热器因管内积水而形成的水塞，引起局部区域的管壁过热。

至少应有一次中间停炉冷却，且冷却时间12h以上，以提高吹洗效果。吹管过程中要重点监视启动分离器前螺旋水冷壁出口温度，水冷壁出口混合联箱温度及凝渣管出口联箱温度，并通过调节水煤比将其控制在上限报警温度以下。吹管结束后，应进行锅炉内部清洁度专项检查，检查范围包括分隔屏过入口集箱、屏过、高过入口集箱、高再入口集箱、高温过热器及再热器底部U 型弯（抽查）。系统经清洁度检查合格后，封闭时采取可靠的措施，防止造成二次污染。封闭后不得在管道上再进行可能影响管道内部清洁的工作。

3.3 机组整套启动

机组启动前应提高给水温度以利于汽温调节，防止超温和汽温剧烈波动。锅炉升温升压应严格按制造厂升温升压曲线进行。启动初期应合理安排投运油枪数目或粉嘴数目和布置，防止大量煤点燃后喷入炉膛导致锅炉升温升压速度过快，造成受热面壁温差过大，产生较大的热应力，造成受热面寿命缩短甚至泄漏等危害。启动前应编制防受热面超温预案，启动时发现超温情况及时按超温预案处理，各级过热器和再热器出口壁温控制值严格按照锅炉厂壁温计算书要求设定，并在DCS 上设置报警。

4 结语

在今后相当长的一段时期内，火电机组在我国仍占据主导地位。随着火电技术的进步，高参数、大容量、高效率的机组越来越多。因此，防受热面泄漏的工作显得尤为重要，只有不断总结，不断完善此项技术，才能推动火电机组的技术管理水平，确保机组长期安全、稳定运行。