冬季寒冷地区锅炉水压试验后保养措施

张 明

（上海电力安装第一工程有限公司，上海 201000）

北方地区在进行锅炉整体水压试验后，采用常规放水方式，没有办法将U型管内的水全部排放完，按正常施工工期安排，如锅炉设备需要经过寒冷的冬天再进行锅炉启动，锅炉汽水系统水压后需要做防冻措施，防止冬季把设备管道冻裂。在锅炉整体水压试验后，用空压机把水排出防止设备管道内结冰冻坏管子；按规范要求在管道内部充氮气防腐。整个冬季，在锅炉内部安置加热片，保持炉内温度在0℃以上，确保有存水的设备不结冰不被冻裂[1-2]。

1 U型管排水方法及充氮保养

锅炉水压试验结束，常规放水后，将锅炉受热面系统全部封闭，充灌压缩空气至一定压力。这样，水冷壁、包墙过热器等受热面储存了足量的压缩空气，在放空侧阀门开启后，成为推动管子内积水的气源，并可提供较长时间的动力，可以将受热面内的水分部分排出[3-5]。

图1为锅炉悬吊式受热面的U型管示意图，P1为排放时压缩空气侧压力，P0为排放时排气侧压力，在排气截面较大，管道较短时，该数值接近大气压力。

图1 锅炉悬吊式受热面的U型管示意图

对管子里的水柱受力分析，可以得出以下结论。

在满足P1>H·γ水+P0+f阻力/s的条件下，管道里面的水就会被推向出口侧。如果始终能够满足该条件，则水就会在压力P1的作用下加速流向排水点。

再分析压力P1将水恰好推出U形管时的临界状态，此时，压缩空气膨胀的体积相对于气侧总体积很小，也就是说压缩空气在膨胀前后的体积变化不大，因此，P1的变化很小。

充氮保养：充氮保护期间应维持氮气压力不低于0.02 MPa，应符合规范要求[6]，如图2、3所示。

图2 通过汇流排从充氮口充入系统

图3 液氮

2 防冻措施的选择

2.1 采用电加热片升温的方式

在锅炉前炉膛，高温过热器、高温再热器底部搭设脚手架，满铺脚手板，水平烟道区域（屏式过热器管排区域），搭设临时支架及人员进出通道，将加热片（热处理加热片）均匀分布悬挂至管屏区域，保持炉膛温度在5℃及以上，电源通道采用双通道（一备一用），防止断电的风险，如图4—图9所示。需准备材料及设备如下：

图4 防冻管排区域悬挂温度表监控

图9 K型补偿导线布置

热量Q=I2Rt=Pt，I为电流，R为电阻，t为加热时间；

热平衡Q=Pt=mc（T2-T1），P为功率，t为时间，m为质量，c为比热容，T2为终温，T1为初温；

温度升高T2-T1=Pt/mc；

加热时间t=mc（T2-T1）/P（不发生相变时，如加热空气）；

指针式温度计，20只；

加热器（360 kW），4台；

8 mm2的电焊线，8 000 m；

加热器（180 kW），3台；

补偿导线（K型2×1 mm2、7芯），4 000 m；

加热器（129 kW），3台；

热电偶（长度1 m、K型），50根；

加热块（φ520×460），600块；

电缆（铜芯ZRC-VV22型3×240 mm2+2×120 mm2），800 m；

一级配电箱，4个；

铜接线鼻子（240 mm2），30个；

三防油布，1 560 m2；

铜接线鼻子（120 mm2），20个；

脚手架，3 800 m2。

图5 管排件加热块的布置

2.2 炉膛封闭防风及保温方式

烟风道、炉膛的人孔门、吹灰器孔、看火孔全部关闭，并定期检查严密情况，建议一天两次；冷一、冷二、热一、热二及烟道进出口风门全部关闭，无施工情况严禁开启，斜炉底冷灰斗处采用三防油布封闭防风，炉膛保温工作尽可能完善，如果侧煤仓布置机组需在煤仓间与炉膛之间用三防油布隔离防风，如炉膛有紧身封闭需尽可能完善，个别区域用三防油布防风，如图10、11所示。

图6 高过、高再底部脚手架及封闭

图7 加热线双通道布置

图8 360 kW加热器监控及布置

图10 煤仓间与锅炉之间防风措施

图11 给煤机层与锅炉之间防风措施

2.3 锅炉底部冷灰斗处采用无烟煤加热

在锅炉底部布置6～8个取暖炉，采购足量的无烟焦炭，点燃加热，做好相应的防火措施，如图12所示。

图12 锅炉底部火炉加热

2.4 采用临时蒸汽管道加热

如同步建设2台机组，并且其中一台具备生产条件，可临时接一路辅汽，至炉膛U型管排处，分3层，均匀布置在管排之间，同步设置相应的疏水管道。需准备材料如下：

指针式温度计，20只；

管子φ159×4.5 mm，1 000 m；

90°弯头φ159×4.5 mm，150只；

钢板（平台）δ=14 mm，202 m2；

槽钢 [10 cm，300 m；

槽钢 [20 cm，300 m；

钢板（吊笼）δ=8 mm，300 m2；

钢筋 φ32 mm，200 m；

工字钢工20 cm，380 m；

管子φ32×3.5 mm，400 m；

U型管卡φ159 mm，300套；

截止阀DN150 PN4.0，25只；

截止阀DN25 PN4.0，30只；

石棉垫σ=3 mm，100 m2。

3 结束语

从安全性、可操作性和可靠性综合实践，经过陕西榆林项目、甘肃瓜州项目等的实践，得出：先将U型管排中的部分加氨除盐水吹出，经过多次吹排，最大限度地排出管道内部的水，在确定剩余少部分水无法排除后，发现管屏间电加热、防冻区域防风封闭、炉底封闭架设火炉加热同步进行效果最佳。过程中需对各个区域的温度进行实时监控，根据天气环境及封闭区域的温度及管排的温度记录，若环境温度急剧下降，可加大加热器的功率输出，增加炉底的加热火炉的数量，防风三防油补增加加厚型的防护等，通过此方案可以为北方火电机组锅炉水压试验后设备越冬提供安全可靠的保障。