巧用压缩空气查找锅炉爆管隐蔽泄漏点

程浩然

（江苏利电能源集团,江苏江阴 214444）

火力发电企业发电机组运行中，锅炉内管排由于受到吹损、碰磨、冲刷、腐蚀、超温等外力因素或管子材质、焊口存在缺陷时，在承压条件下发生破损，称为爆管。爆管发生后一般会造成机组的非正常停运，为保证发电企业运营的经济性，要进行迅速有效的爆管抢修工作，而作为爆管抢修的第一环，泄漏点的快速查找成了抢修工作的首要任务。

通常查找锅炉爆管泄漏点的方法如下：一是在运行期间根据锅炉泄漏报警仪显示的大概区域初步判断泄漏点位置，二是根据主汽、再热器系统的汽水偏差情况并结合该泄漏点有哪些设备判断大概的泄漏点属于什么设备，三是停炉冷却后进入炉膛进行肉眼的检查，直接找到爆管的直接泄漏点。以上的查漏方法适应于大多数的泄漏点查找，但是对于一些隐蔽的泄漏点并不能很好的适应。比如水冷壁裂纹引起的泄漏，锅炉停运后冷态后裂纹收缩；还有就是管道泄漏点很小且管排也未出列停运后泄漏点被锅炉灰渣覆盖这种类似的情况，这种常规的查漏方法就很难发现，需要借助水压试验等辅助措施来进行二次判断，但是时间上就会浪费很多，经济效益上损失较大。针对这种情况，利港电厂经过探索，在5#炉屏式过热器爆管抢修中首次采用了“压缩空气充压查漏”的方法并取得了成功，后又在1#机组包覆过热器泄漏中再次使用并得到验证，为今后锅炉爆管查漏提供一个新的思路。

2 锅炉爆管处理经过及查漏分析

案例一：2016年3月5日，利港电厂5#机（超临界压力直流炉）因爆管停炉，泄漏报警仪显示爆管位置在B侧墙水冷壁中间联箱附近,初步判断为水冷壁管泄漏。停机后于3月6日进入炉膛进行查找漏点，通过搭设炉内检修吊笼上下多次查找，却始终未在B侧墙水冷壁及周边过热器、再热器管屏上发现泄漏点。为了节省时间，公司果断决定对一次汽系统的水冷壁进行上水查漏，但是直至水位到启动分离器满水位置依然未找到漏点。3月7日，公司组织多个部门进行分析，拿出两个方案：一是保持现有启动分离器满水状态，利用启动分离器、屏过出口等空气门后接入压缩空气充压查漏；二是对锅炉一次汽系统进行水压试验。因为此前也未有压缩空气查漏的经验借鉴，但是为了节省时间，公司还是决定先用第一个方案试验。幸运的是当压缩空气压力达到5.5 bar时，检修人员在炉内听到有尖锐的气流声，通过寻找声源，并最终在后屏过热器底部弯头处找到了泄漏点，并最终在3月8日完成了该次爆管抢修工作，机组顺利完成启动。

案例二：2017年3月初，1#机组运行中发现有泄漏报警，后确认在尾部水平烟道复紧有轻微的气流声，确认锅炉出现爆管泄漏。3月5日机组停运转入消缺，经过停炉冷却后在3月7日进入炉内水平烟道区域进行检查未发现有泄漏的痕迹，后扩大至尾部、炉膛均未发现泄漏点。考虑到在2016年有压缩空气查漏的成功案例，于是决定在本台炉子再次进行充压缩空气进行查漏。我们利用屏过进口集箱的空气管作为压缩空气的接入点，一端接入机组的压缩空气系统，把屏过进口集箱的空气门打开缓慢的给锅炉一次汽系统充气，在汽包压力达到5.6 bar时，锅炉水平烟道处出现明显的气流声音，进一步检查确认在低温过热器与包覆过热器的吊挂管卡之间有一个轻微的裂纹，随即安排泄压并更换该段管道。此泄漏点是隐藏在包覆过热器的U形固定管卡之间（见图1，此管卡起到托住低温过热器管屏的作用），所以隐蔽性非常高，常规办法根本无法检查，如果不用压缩空气充检查，只能用常规的水压试验的办法进行检查了，这样消缺的时间就会大大增加。

图1 泄漏关键点

根据以往经验，在查不出漏点的情况下通常是进行水压试验查漏，但是热态机组水压有如下几个风险：一是对锅炉过热器管屏有直接的影响，因锅炉水压的水温仅70℃左右，这与停运不久的过热器管屏壁温差值是比较大的，产生较大热应力从而损伤炉管；除此以外，在过热器及主蒸汽管道温度仍然很高的情况下，突然进入“低温水”使其突然冷却，会导致管子内部的氧化皮迅速冷却，由于氧化皮的膨胀系数和管子材质有一定的差异，所以会导致冷却时收缩量不一样，从而导致大量氧化皮的脱离，为以后锅炉稳定运行埋下严重隐患，我公司也因为锅炉氧化皮爆管已经多次出现了。二是对汽轮机本体有潜在的风险影响，机组停运初期汽轮机金属温度远高于120℃，如果水压期间主汽门关闭不严或者出现内漏，水将进入汽轮机本体内，由于水压试验的水温仅70℃左右，而汽缸、转子等都处于高温状态，“低温水”突然进入汽轮机的某一部位，将造成部件急剧收缩，除本身金属产生大的热应力影响寿命外，局部收缩变形可能导致动静碰磨、大轴弯曲、部件裂纹、接合面变形泄漏等等，会给汽轮机造成不可估量的损伤。除了这些设备损坏的隐患外，水压试验需要的时间较长，也是我们爆管处理所不能接受的，对经济上会造成更大的损失。

3 压缩空气充压查漏的原理及优点

锅炉一次汽系统采用压缩空气充压的方式查漏，由于其中用于充压的介质为压缩空气，气体的比热容远低于水的比热容，即压缩空气的吸热能力比水小的多，空气能快速升温减小与管壁的温差，所以当高温炉管注入压缩空气后不会引起管子骤冷，从而能够减少热应力的产生及避免汽轮机进水，解决了热态锅炉水压试验查漏方式存在的问题。虽然厂用气压力只有0.6 MPa，但爆管漏点通常都不小，因此爆管症状很快就会显现出来，压缩空气泄漏会发出气流声，寻找声源就能快速的找到漏点。

用压缩空气充压查找爆管漏点具有安全、快捷、经济等优点：

（1）安全性：避免了因主汽门内漏造成汽机侧进水的风险，也大大减少了高温管道内氧化皮的脱落堆积以及管道应力的产生，避免启机后可能再次爆管。

（2）快捷性：用压缩空气打压查漏速度更快，水压试验需要花费的时间通常需要1到2天，而用压缩空气充压查漏仅需要几个小时，为机组启动赢得了时间。

（3）经济性：水压试验前需要用手拉葫芦将主蒸汽管道及过热器联箱等支吊架进行临时加固，而用压缩空气充压查漏可省去这些工作，节省了劳动力。

4 结论

实践证明，采用从锅炉过热器、再热器空气管充压缩空气查一、二次汽系统隐蔽泄漏点的方法，对锅炉爆管热态状态下查漏具有耗时短的突出优点，为锅炉爆管停运处理及时恢复运行节省了大量的宝贵时间，加之与传统的水压试验查漏比较具有其更安全、可靠、经济的特性，此方法在电力生产应用中值得被推广使用。

收稿日期：2018-01-18