火力发电厂超超临界锅炉防爆管施工工艺研究探索构架

火力发电厂超超临界锅炉防爆管施工工艺研究探索构架

阮杰

广东阳春新钢铁有限责任公司 广东阳江 529500

摘要：所谓的超超临界技术，主要指一种能够被应用于火力发电的先进发电技术。临界，主要指处于22.115兆帕压力、374.15°C下，水蒸气的密度会增加到与液态水一样，而这一组数值便被称之为临界数值，当超出临界数值时，便达到了超临界状态。而超超临界则有所不同，并没有像超临界状态这样的客观数值作为参考，也没有一个统一的标准或规定，比超临界技术更为先进、能效更高、温度与压强高于超临界状态的技术，便可以被通称为超超临界技术。超超临界技术在火力发电中的应用十分重要，能够进一步火电厂的生产效率，然而，在实际的应用中，爆管现象却一直有不同程度地存在，为此，就需要对超超临界锅炉防爆管施工工艺展开研究，以供参考。

关键词：锅炉；过热器；检修；设备

1 概述

1.1 简介

导致锅炉爆管现象出现的影响因素较多，本文主要以600MW超超临界锅炉机组为例，主要从锅炉的设计、安装等角度出发，探讨在实际的应用中超超临界锅炉的爆管现象发生的原因展开分析，并探索相应的解决措施，期望能够为国家火电事业的发展有所贡献。

1.2 锅炉参数及结构特点

600MW锅炉为变压运行直流锅炉，采用单炉膛、反向切圆燃烧方式，炉膛采用的是内螺纹管垂直上升模式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。在实际运行时，锅炉的最大连续蒸发量为每小时2098t，过热器出口温度为605°C，再热器出口温度为603°C，给水温度为296.1°C。

2超超临界锅炉爆管原因分析

2.1 设备设计原因

从设备设计的角度分析，600MW锅炉在设计上采用的是内螺纹管垂直水冷壁，上下炉膛之间，加装了水冷壁中间混合集箱，从而实现对温度的调节和控制，减少温差。除此之外，在设计上，该设备的节流孔圈装设在水冷壁入口管道处，用以实现调节流量的功能。此设计从意图上来看是为了保证锅炉设备更加实用，但是却会由于复杂的结构而导致制作上可能存在问题，且管道弯曲处较为容易发生堵塞的问题。针对这一问题，应进一步改良制作工艺，避免堵塞。

过热器系统使用的为四级布置结构，分别为低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器与末级过热器。再热器系统为两级结构，分别为低温再热器与末级再热器。此外，为了达到超超临界状态，在设备制造上，会选用高热强钢，对于过热器和再热器，会选用奥氏体钢以及其他高合金材料等。末级过热器与再热器都是立式管屏，管屏上的夹持板卡会通过焊接的方式固定在管屏上，然而焊接难度极大，极为容易对木材造成损害，从而产生爆管问题。针对上述问题，可以将木材转变为钢材，更为容易焊接的同时，也不容易造成损伤。

通过上述两项设计分析，能够得出的结论在于，设备的设计上不存在较大问题，主要问题集中在制作工艺上，设备设计并不会导致爆管产生的主要原因。

2.2 设备制造及运输原因

设备制造与运输的问题上，受热面在制造的过程中，有较大可能发生质量缺陷：比如材料因素、焊缝缺陷、裂纹等等，且在制造完毕后的测试过程中，也较为容易出现由于受热和压力的突然增大而导致的爆管。在运输时，如果工作人员未能够注重平稳运输或轻拿轻放，便有可能导致设备在运输时由于外部碰撞造成损伤，从而导致内部管子变形，引发爆管问题。

通过对制造与运输的分析，可以得出，制造过程中的材料、焊接、孔位等因素，都会对设备质量产生直接影响，从而间接导致爆管问题的发生，针对这一问题，就需要生产商在设备生产的过程中更加注重质量控制问题，做好质量把关，细化生产工艺，同时，做好出厂合格检验工作，最大程度保证质量符合使用标准。设备运输时，也要多加注意，保证运输的平稳，同时，工作人员也要避免设备被磕碰，引起内部零件的损坏。

2.3 设备安装原因

设备安装的问题上，集箱与管子加工时，会存在刨花片、切削片两类工艺，如果不能够做好相应的灰尘、飞屑的工作，在后续安装时，这些细小的杂物便会有可能进入设备缝隙或存留在受热面内，当锅炉运行时，运行气流会将这些杂物吹出堵塞在节流孔处，剩余气流无法顺利吹出，从而引发锅炉爆管。此外，在设备出厂时，会进行水压试验，如果杂物黏结在受热面的内壁上，一旦发生锈蚀问题，就会导致杂物和内部黏结在一起而无法被清除，后续运行时，锅炉经过酸洗、吹管等与管壁剥离，会堵塞在管口处引发爆管。

在设备的安装过程中，操作的不规范与工艺的不细致是导致爆管问题发生的主要原因。针对这一情况，就需要能够在实际安装的过程中加强质量控制，做好管排吹扫、通球、内窥镜检查、焊口金相检验等工作。

2.4 锅炉调试及运行原因

首先，锅炉的燃烧器普遍为且圆形式，安装在水冷壁墙上，在一些特殊状况下如湿态转干态的过程中，锅炉的强制循环泵流量为300t/h，循环泵停止运行后，水循环量会减少，燃烧器喷口二次风减小，如果一次风与二次风配风不当，就会导致燃烧器出口处的烟气发生偏斜，一侧的水冷壁管会迅速升温，长时间运行时，由于两侧的温度不一致，一侧长时间处于高热耗状态，因而便会容易造成管材疲劳，引发爆管问题，

其次，在火电厂实际运行发电的过程中，其所使用的煤的品种会随着经济、政策、工艺等因素产生变化，煤粉会凝结成较大块的凝渣，在进入残渣处理之前，会先与水冷壁的冷灰斗碰撞，这个过程便较为容易导致爆管。此外，当设备运行一段时间后，随着烟气地喷出，其中含有的灰粉会被喷射在过热器与再热器的管壁上，从而导致管壁变薄，引发爆管。

在锅炉调试及运行的过程中，如果出现对燃烧调节不当的情况，就有可能导致局部温度的骤然升高或长时间温度偏高，从而引发爆管问题。针对这一现象，需要能够在实际的运行过程中，做好设备的内部清洁，并保证运行过程中的燃烧调节得当，从而避免爆管问题的发生。

3锅炉爆管后的检修措施

3.1 水冷壁爆管

针对水冷壁爆管的检修，由于其较常发生在冷灰斗区域，因此检修较为容易，需要首先观察爆管问题发生的具体情况，确定爆管位置，再着手将损坏的管道拆除，更换新的管道，便可完成检修。在这个过程中，除了检查爆管位置外，还需要一并检查周围区域，查看是否存在可能发生爆管问题的管段一同更换，更换时，如果是由于外伤而导致的爆管，直接更换管段即可，但如果是由于堵塞问题而导致的爆管，就要找到堵塞物并清除。

3.2 过热器、再热器爆管

这两个位置的爆管产生的原因，多在于堵塞问题，也有小部分是由于膨胀受阻与灰分冲刷而导致的爆管。过热器与再热器在锅炉炉膛的顶部，因此相对而言具有较高的检修难度，通常会采用在发生爆管位置的附近水冷区域扩开一个大孔的方式来完成检修工作。开孔后，会对水冷壁下部的管口首先进行一定的加堵处理，从而避免检修过程中产生的杂物掉入到管口内。

过热器与再热器的爆管往往会由于一根管道地爆管而导致十几排管排爆管，在检修时，需要借助脚手架才能够完成管排更换。脚手架的设置需要从火孔处传入架子管，与过热器和再热器的管排连接，在搭成一个完整的脚手架平台后，方可进行施工。

3.3 省煤器爆管

省煤器爆管的检修工作，同样具有较高的难度，需要首先拆除省煤器护板上的刚性梁，之后，拆除护板，抽出省煤器管排。由于省煤器管道是排式组合，因此无法更换单独的管段，而是需要将整个管排一同更换。

结论：

综上，针对超超临界锅炉的爆管问题，主要与制造、运输、安装和运行过程中的操作不当有关，需要相关制造企业、火电企业格外注意上述问题，并定期做好锅炉的日常检修与维护工作，从而保证火力发电系统的稳定运行。

参考文献：

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