火电机组基建阶段防止锅炉受热面泄漏全过程质量控制

李玺龙

火电机组基建阶段防止锅炉受热面泄漏全过程质量控制

李玺龙

（国电湖州南浔天然气热电有限公司）

本文主要介绍基建阶段从锅炉设备设计、制造、安装、调试、整套启动全过程质量控制等方面的主要措施，有效防止了锅炉省煤器、水冷壁、过热器及再热器等受热面泄漏，提高了锅炉运行的可靠性、经济性。

火电；基建；防止；泄漏；控制

1 概述

据统计，我国大中型火力发电厂中，锅炉事故约占全厂总事故的70%左右，而“四管”爆破在众多锅炉事故中出现最多，约占锅炉事故的60～70%。目前国内火电机组在整套启动和试生产过程中，经常发生锅炉屏式过热器、屏式再热器、水冷壁折焰角以及省煤器等区域的爆管现象，造成了不必要的停机和经济损失。

2 基建阶段锅炉爆管原因分析

（1）锅炉厂家焊口质量差，主要是未焊透、鳍片咬边等。

（2）管道母材存在缺陷，产生裂纹等问题而导致爆管。或者弯管质量差、管道硬伤等缺陷。

（3）对锅炉系统清洁度控制不严，氧化皮、焊条头、磨光机片、电磨头、施工用水压堵头及通球试验的用球等杂物堵塞管道或使流量减少引发炉管超温爆管。

（4）锅炉厂家联箱加工有问题，眼镜片未清理干净及冷态在联箱上未脱落的眼镜片在运行过程中脱落，堵塞管道或使流量减少引起爆管。甚至于发现部分集箱管座未钻通。

（5）设计上对于膨胀考虑不周，导致热态运行拉裂。特别是部分小口径的疏水、放气、取样管道膨胀间隙预留不足拉裂。

（6）受热面安装缺陷，如咬边、未焊透、气孔、夹杂、错口，或者是电弧碰伤管道等。

（7）运行中水质长期较差，使内管壁结垢严重导致传热变差，引起爆管。

（8）调试及运行方式不当或者煤种偏差大，造成管道超温，管道母材疲劳导致爆管。锅炉结焦，大焦砸伤管道。吹灰器运行管理不善，导致吹灰器卡涩或未及时退出吹损管道。

3 在基建各个阶段分别采取的措施

3.1 设计、招标阶段

（1）合理选择设计煤种，根据煤种合理选择锅炉炉型和各项参数。重点考虑的是煤的挥发份Vdaf、热值Qnet.ar、灰熔点、灰份Aar、硫份Sar、水份Mar、可磨系数HGI、飞灰冲刷磨损指数Ke等。

（2）招标期间选用材料应为成熟材料，不宜选用钢研102材料、慎重选用T23材料。设备图纸应清楚标出材料分界点、规格和名称，同一管圈材质不宜超过三种。

（3）结构合理，能保证管子自由膨胀，避免出现阻碍、挤压、拉伸，引起大的应力和磨损。尽量减少安装焊口数量。

（4）受热面应设计合理的吊挂点，弯头等处不能承受外部的压应力或拉应力。集箱要合理设置手孔。

（5）高温辐射或对流式受热面入口处烟温应低于煤灰软化温度，且当两者差值小于100℃时，管屏横向间距应足够大，以防止结渣后堵塞烟气通道。

（6）水冷壁应进行水动力计算，并满足要求。

（7）各级过热器、再热器应进行水力偏差计算，选取合理的热力偏差系数，并据此计算管壁温度。适当设置壁温测点。

（8）过热器和再热器应具有完备的汽温调节措施，减少锅炉左、右侧汽温偏差，防止管道超温。

（9）建设单位可以与第三方签订锅炉性能校核计算合同，及时发现设计问题。

（10）新机组均应设置锅炉受热面泄漏检测装置。

3.2 设备制造阶段

（1）锅炉制造原材料应从具有相应资质和良好业绩的供应商中采购。

（2）要求锅炉厂严格执行合同。应严格按照原材料检验要求，加强原材料的入厂检验工作，经检验合格后才能接受。委托监造单位必须及时发现问题，及时通知建设单位。

（3）从基建开始建设单位就严格执行金属与压力容器监督相关规章制度，编制电厂的《压力容器安全监督实施细则》和《金属监督实施细则》并正式发布到各相关单位。

（4）与当地电科院签订《基建阶段压力容器、金属设备制造质量检验》合同，要求电科院专家对锅炉厂、汽轮发电机厂家、四大管道设备进行驻厂检验，重点监督锅炉大板梁、四大管道、汽轮机叶片的制造质量。

（5）建设单位要及时与监造单位签订《锅炉监造协议》，建设单位应在设备合同中明确锅炉设备监造要求，确定设备关键控制点，并委托有资质的设备监造单位开展设备监造工作，参加监造单位组织的设备关键控制点的见证。要求监造单位在锅炉厂有专人驻厂监造，及时发现了管材缺陷和制造缺陷。

（6）设备监造工作应符合《设备工程监理规范》（GB/T 26429-2010）的有关规定。

（7）充分发挥电科院、监造单位的作用，定期召开分析会，确保各单位严格执行合同要求，及时发现问题、解决问题。

3.3 现场安装阶段

（1）锅炉安装应严格执行《特种设备安全监察条例》国务院令第549号等有关规定。

（2）设备领用后，检查受热面和联箱表面应无裂纹、折叠、龟裂、压扁、砂眼、分层、焊偏、咬边、气孔、凹坑及腐蚀等表面缺陷。

（3）在组合安装前，检查受热面、联箱内应无积水、腐蚀和杂物。所有联箱内部均应采用内窥镜检查，必要时割管检查。

（4）在驻厂和到货检验的基础上，建设单位还应积极发动各施工单位施工人员发现锅炉受热面制造缺陷，设立一定的奖励基金，每发现一处奖励若干元，重大缺陷加倍奖励，奖励直接发放到个人。

（5）建设单位、管理公司、监理公司人员发现缺陷。

（6）为确保锅炉安装质量，建设单位应与有关单位签订《锅炉压力容器、压力管道安装质量检验检测》合同。要求派人长期驻电厂对安装质量进行检验，从而做到及时发现、解决问题。

（7）各受热面管道安装前进行通球试验，检查管内的清洁度，要求施工单位对钢球进行编号，每天上班领用和下班归还钢球时要登记，确保钢球不遗失在受热面内。

（8）加强对现场管道焊接工作的过程监督，特别是要重点控制水冷壁鳍片、燃烧器散管、风箱等与受热面管道施焊工作的监督（焊工要持证上岗，要不定期抽查）。

（9）受热面焊工须持证上岗，焊接前应进行相应模拟练习，模拟练习合格并经监理确认后方可进行施工焊接。受热面的焊接工艺评定应符合《焊接工艺评定规程》（DL/T 868-2004）的有关规定，并根据工艺评定确定焊接工艺。

（10）焊接接头质量检验应符合相关规范。

（11）建设单位应编制《锅炉“四管”防磨防爆实施细则》和《锅炉“四管”防磨防爆奖惩细则》并及时下发到各单位执行。

（12）对于密集的联箱小口径管焊接、顶棚管靠近水冷壁附近的焊口等无法正常焊接的焊口，应采用镜面焊。

3.4 水压试验阶段

（1）锅炉本体水压试验应符合《电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组》（DL5190.2-2012）的有关规定及制造厂技术文件的要求。

（2）水压试验的水质应符合设备技术文件要求，无要求时，应采用除盐水。

（3）水压试验前应选定水冷壁、省煤器、高温过热器、高温再热器上的监测管段，在水压前和水压后分别测量监测管段的外径，检查是否有胀粗现象。

（4）水压试验合格的标准是：①受压元件金属壁和焊缝无泄漏及湿润现象；②受压元件没有明显的残余变形。

（5）锅炉水压试验时的环境温度一般应在5℃以上，否则应有可靠的防寒防冻措施。

（6）水压试验前准备好充足的检查人员，做好人员检查的分工并书面落实，做到人人心中有数，各阶段检查后要集中汇总缺陷情况，确保每一处受热面均能检查到位，及时发现漏点。

3.5 化学清洗阶段

（1）承担化学清洗的单位应具备《发电厂热力设备化学清洗单位管理规定》（DL/T 977-2005）规定的相应资质。

（2）锅炉化学清洗要按照《锅炉化学清洗规则》（TSG G5003-2008）《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T 794-2012）进行。塔式炉过热器宜纳入化学清洗范围。

（3）化学清洗介质和浓度等参数的选择，应根据垢的成分，锅炉设备的构造、材质等，通过试验确定（清洗单位要有专门的试验报告）。化学清洗介质中应添加合适的缓释剂和还原剂。奥氏体钢的清洗介质和缓蚀剂，不应含有易产生晶间腐蚀的敏感离子，如氯离子、氟离子等。

（4）在化学清洗开始前，调试单位组织发电、管理、监理、安装、运行、维护等相关单位进行技术交底，并就酸洗过程中可能出现的紧急情况提出应对措施，确保酸洗顺利进行。

（5）化学清洗结束后对监视管段的清洗成膜情况及水冷壁管段的成膜情况进行了抽查。

（6）化学清洗结束至锅炉启动时间不应超过20d，如超过20d应按照《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T 794-2012）的规定采取防锈蚀措施。为减少锅炉养护成本，防止再次锈蚀，宜在化学清洗后20d内实现锅炉点火冲管。

3.6 吹管阶段

（1）在锅炉吹管前调试所组织相关单位进行技术交底，就吹管过程中可能出现的紧急情况提出应对措施，调试单位应编制蒸汽吹管方案及防止水冷壁、过热器、再热器等受热面超温措施，并经审批后执行。

（2）建设单位组织各相关单位对锅炉本体的膨胀进行检查，详细记录锅炉的热膨胀值。

（3）对于降压吹管的汽包炉在开启吹管临时阀时，应控制汽包水位不宜过高，以防止蒸汽带水进入过热器，造成过热器管、联箱管座焊口受损伤，成为锅炉爆管的隐患。

（4）吹管结束时宜采取热态造膜、热炉放水余热烘干的办法进行受热面内保养。

（5）在吹管前可与专业的第三方签订了吹管后割管检查合同，尽可能彻底发现锅炉受热面弯头、三叉管、节流孔圈、集箱内部异物。

（6）吹管结束至锅炉再次点火启动时间不应超过20d，如超过20d应采取防腐保护措施。

某项目：在吹管结束后割管检查发现高温过热器、屏式过热器集箱内有铁丝、氧化铁、铁屑、垫片等异物，共有9处接管座角焊缝内部焊瘤超标，均进行了换管处理。低再入口集箱内发现有铁丝、氧化铁、焊条头、砂轮片、石块等异物，全部取出异物。

为了保证吹管后割管检查质量，委托专业的第三方单位进行检查，同时要求割管检查必须彻底，不留任何疑点和隐患。某项目#1炉共计割口检查86只集箱，做射线拍片检验位置176处。

为了确保长周期运行，有效降低因煤质变化造成受热面的加速磨损，延长受热面使用寿命，委托专业防磨喷涂公司对低再三组水平管上部管排的1、2、3根管、低过三组水平管上部1、2、3根管、三叉管、空预器入口烟道挡板迎风面进行防磨喷涂。防磨喷涂公司要严格按照已签订的技术协议要求进行受热面管子表面清洗、喷砂、喷涂，喷涂厚度、面积等符合技术要求。

3.7 整套启动阶段

（1）机组调试初期，由于启停频繁，严格按照厂家要求的升负荷、升温、升压速率控制锅炉的燃烧率，控制锅炉管材的应力。

（2）严格遵守《电力基本建设热力设备化学监督导则》（DL/T 889-2004）和《超临界火力发电机组水汽质量标准》，严格控制直流锅炉汽、水品质，防止管材的结垢、腐蚀和氢脆。禁止在水处理系统、除氧器运行不正常或水质不合格的情况下，进行锅炉整体试运行。

（3）机组在带负荷阶段根据规程要求，控制主、再热蒸汽温度和锅炉各处管壁温度在正常范围。对超温现象严格考核，预防管壁超温损坏。

（4）启动初期，应合理安排投运油枪数目或粉嘴数目和布置，防止大量的煤粉点燃后喷入炉膛导致锅炉的升温升压速度过快，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。

（5）分部调试期间，关于锅炉冷热态动力场、磨煤机一次风平衡、制粉系统的煤粉细度等参数要对调试人员做详细要求，减少锅炉本体管壁的热负荷偏差和管材磨损。

（6）运行人员经常检查锅炉燃烧情况和炉膛结焦情况，发现偏烧及时调整，发现大块结焦要及时清除。

（7）直流锅炉应快速通过分离器从湿态转干态运行过程，并保证运行的平稳性。避免干湿态转换出现反复、水冷壁壁温出现大幅波动。

（8）随着机组负荷逐步增加，分阶段安排人员进行设备巡视，重点检查记录锅炉本体、支吊架、各处小口径的膨胀情况，及时消除膨胀不畅隐患。

（9）要及早完善吹灰程控系统，对吹灰器要加强检查，及时发现未退出的吹灰器。

（10）为及时发现爆管故障，避免事故扩大，应加强机组运行参数监视。

4 结束语

防止锅炉受热面泄漏工作贯穿于设计、制造、安装、试运各过程，在工程建设期间要统筹考虑，发挥设计、监造、安装、调试及监理单位作用，实行分级管理，编制好防锅炉受热面泄漏专项质量计划或措施，加强过程控制，严格旁站，把好检查关。在试运阶段加强运行调整和参数监视，避免受热面超温等措施。通过以上措施的实施，做到超前预测，加强预防，将会收到良好的效果。

[1]岑可法，等.大型电站锅炉安全及优化运行技术[J].中国电力出版社，2003.

[2]胡建钢，巫世晶.电力工程建设设备监理手册[M].中国电力出版社，2003.

TM621.2

A

1004-7344（2016）31-0214-02

2016-10-18

李玺龙（1980-），男，工程师，大学本科，主要从事燃机热电联产、300MW机组基建、运行、设备管理工作。