亚临界机组锅炉锅筒缺陷统计及检验建议

于建明 钱林峰 钱 公

(中国特种设备检测研究院 北京 100013)

随着近些年电力行业节能减排的要求，锅炉向着大容量、高蒸汽参数的方向发展，越来越多的超(超)临界机组锅炉投入运行。但是目前国内还存在不少的亚临界机组锅炉在服役，并且在短时间内难以被替换。

作为亚临界机组锅炉的重要组成部件，锅筒是给水、蒸发系统和蒸汽系统的枢纽。来自省煤器出口的给水进入锅筒，并通过下降管将水送入水冷壁下集箱，水冷壁受热后产生的汽水混和物送入锅筒。锅筒内布置有各种型式的汽水分离装置，回到锅筒内的汽水混和物经过汽水分离装置把蒸汽分离出来，经过清洗净化，将饱和蒸汽送入过热器系统。因为锅筒结构复杂，围绕它的装配工作和焊接工作也复杂。锅炉投运后，锅筒内存在复杂的温度应力场，运行环境差，氧腐蚀严重。且汽水压力较高，锅筒壁厚大，导致其承受不小的热疲劳。特别是遇到机组频繁启停及变负荷情况发生时，热疲劳也会不断增大。以上原因导致锅筒是亚临界机组锅炉常产生缺陷的部件。检验人员及时发现并处理锅筒产生的缺陷，是消除锅炉安全隐患，保证机组安全稳定运行的重要条件。本文是在收集汇总了近百台300MW级别亚临界机组锅炉的锅筒检验结果的基础上对常见缺陷进行统计的结果。这些锅炉机组运行时间为0.4万h至17万h不等，锅炉型式均为∏型布置，燃烧方式为四角切圆或前后墙对冲方式，过热器出口工作压力为16.7MPa至18.5MPa不等，涵盖了目前国内普遍采用的大型锅炉制造厂生产的亚临界机组锅炉型式。

1 亚临界机组锅炉锅筒主要缺陷

针对检验中发现的锅筒缺陷，对亚临界锅筒的缺陷情况进行统计，常见缺陷有14种，按其发生部位分列如下：

1)锅筒筒体：锅筒对接焊缝超标埋藏缺陷，内壁氧腐蚀，对接焊缝表面裂纹等。

2)锅筒内部装置：内部预埋件裂纹，汽水分离装置缺陷，给水清洗装置缺陷，悬风分离器衬板与筒体角焊缝表面裂纹等。

3)锅筒引入引出管：集中下降管管座角焊缝表面裂纹，给水管管座角焊缝表面裂纹，给水套管热疲劳裂纹，安全阀管座角焊缝表面裂纹，加药管孔表面裂纹，集中下降管管座角焊缝超标埋藏缺陷，水位计连通管堵塞等。

2 缺陷出现比例的统计

按照缺陷出现比例的高低进行分类统计，将其分为2个等级，即A类缺陷(出现比例高于10%)、B类缺陷(出现比例低于10%)。

2.1 A类缺陷

该类缺陷如图1所示，按其出现比例从高到低排列如下：

图1 A类缺陷出现比例

1)内部预埋件裂纹；

2)集中下降管管座角焊缝表面裂纹；

3)给水管管座角焊缝表面裂纹；

4)汽水分离装置缺陷。

2.2 B类缺陷

该类缺陷如图2所示，按其出现比例从高到低排列如下：

图2 B类缺陷出现比例

1)给水清洗装置缺陷；

2)锅筒对接焊缝超标埋藏缺陷；

3)水位计连通管堵塞；

4)对接焊缝表面裂纹；

5)内壁氧腐蚀；

6)集中下降管管座角焊缝超标埋藏缺陷；

7)悬风分离器衬板与筒体角焊缝表面裂纹；

8)加药管孔表面裂纹；

9)安全阀管座角焊缝表面裂纹；

10)给水套管热疲劳裂纹。

3 对亚临界机组锅炉锅筒检验的优化建议

锅筒检验是亚临界机组锅炉检验工作中的一个重要环节。目前，现场检验方案一般依据《锅炉安全技术监察规程》、《锅炉定期检验规则》等规范标准进行编制。规范标准在制定过程中往往偏重概括性和全面性，必然存在对某类锅炉检验针对性不强的情况。由于亚临界机组锅炉有其缺陷发生的特殊性，故检验人员根据锅炉部件的实际情况调整检验方案是尤为重要的，即不仅要注意缺陷的检出率，还要强调时效性。

通过以上分析，可以明确的是：对于A类缺陷，编制方案时应当突出重点检验项目、检验方法和比例，并在检验过程中投入相对多的检验力量；对于B类缺陷，可在满足规范标准的条件下，根据锅炉运行状况，适当减少检验力量的投入。

但需注意，出现比例高低并不能代表检验力量投入力量多少。因为一些重大缺陷，如锅筒水位计连通管堵塞，虽出现比例不高，但对锅炉安全影响大。现场检验时只有综合判断，突出重点，才能避免锅筒缺陷的漏检从而保证锅炉的安全运行。

1 车得福,庄正宁,李军,王栋.锅炉[M].西安:西安交通大学出版社,2008,535.

2 TSG G0001-2012 锅炉安全技术监察规程.[S].

3 1999 锅炉定期检验规则.[S].

4 钱林峰,于建明,钱公.超(超)临界锅炉水冷壁缺陷统计及检验优化建议[J].电力安全技术,2013,205:30.