浅谈超临界600MW机组W火焰锅炉的安装防爆管技术控制

罗雄东

摘 要：随着电力需求的加快增长，能源保障和环保形势日益严峻。为了满足电力需求，我国火力发电机组正向着大容量、高参数的超临界机组发展。这使得发电设备工作环境更加恶劣，设备安全性和技术要求更高，操作控制也变得更加复杂。本文在阐述600MW超超临界机组锅炉爆管原因的基础上，针对性地提出了预防措施，以期确保机组的安全和稳定运行。

关键词：超临界机组 W火焰炉 防爆 技术控制

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（b）-0039-02

越南永新燃煤电厂一期工程2?620MW机组为东方锅炉股份有限公司制造的DG1987/25.31-∏12超临界W型火焰直流炉，配套双进双出钢球磨直吹式制粉系统。作为专门适用于燃烧低反应能力的无烟煤和贫煤的W火焰炉，具有其他类型锅炉没有的优越性。但是它也有其他炉型没有的缺点，就是启动初期及运行过程中容易发生爆管现象，造成停炉停机。因此如何在施工过程中采取有效措施进行控制，确保锅炉达到年可用系数7446h、满足合同要求是我们面临的一个重要课题。

1 W火焰炉爆管原因分析

（1）锅炉焊口质量问题。

包括厂家制造焊口及现场组合焊口。综合锅炉爆管的历史经验，焊口质量问题主要有砂眼、裂纹、未融合、咬边、错口等，预计这也跟电力标准检验比例有关，总是有漏网之鱼。

（2）汽水系统清洁度问题。

包括厂家制造过程中的系统设备清洁度问题，也包括现场施工过程中清洁度控制的问题，例如施工过程中进入系统的内磨头、铁块、碎石、焊条头等，如果在启动前没有发现，可能造成局部系统管道堵塞，从而造成受热管道局部过热，这是造成爆管的另外一个原因。

（3）受热不均匀，导致水冷壁受热应力而拉裂爆管。

这是W火焰炉的一大特点，燃烧器布置在前后炉拱，炉膛宽深比较大，煤粉着火后向下自由伸展，在距一次风口数米处才开始转弯向上流动，形成W形（应该也是W火焰炉的由来），火焰行程较长，煤粉在炉内的滞留时间长，有利于煤粉的燃尽。但是此W火焰的特点也导致受热面各部位受热不均匀，容易产生热应力，进而导致水冷壁鳍片拉裂引起爆管，最主要的部位出现在冷灰斗4个角部水冷壁，几率极高，如图1所示。

（4）锅炉本体膨胀受阻造成爆管。

这类主要是外部连接仪表、汽水管道、平台、栏杆、吊杆等设置或者安装不合理，以及刚性梁未按图施工造成销轴与水冷壁连接处卡死，限制了上部水冷壁左右方向的膨胀等，进而影响锅炉的膨胀、伸缩，从而导致爆管。

（5）含灰量较高的烟气长期冲刷管道造成管壁逐步变薄，最终导致爆管。

（6）吹灰器等安装不完善，不能可靠地运作，导致锅炉积灰不能及时清理，影响受热面均匀受热而引起爆管。

2 解决措施

以上是施工过程中可能影响到锅炉爆管的主要因素，当然也不可能全面覆盖各类爆管的原因，我们仅是从施工角度去分析解决上述问题，从而实现本项目锅炉的零爆管控制目标。首先我们项目部成立零爆管工作小组，大局上以做好一带一路重点标杆项目为引领，创造中国产品在越南的质量精品工程为指导思想，加强对锅炉施工过程的质量监控，确保实现零爆管目标。

2.1 针对序项1

主要采取引进第三方厂家设备金属监督，结合现场锅炉承压焊口的100%NDE探伤检查。一是有效地控制了设备到货质量；二是确保现场焊口合格率100%。围绕现场合格率，我们采取了严格的焊材管控（项目部统一采购、合格供方管理、烘培管理登记发放等）、焊工考核双证管理（在原有国内有效焊工证基础上，在项目部现场按照ASME要求重新取证）、控制现场对口质量、质量验收五级管理（项目部三级、总包、咨询、业主工程师），最终实现两台锅炉共89667个承压焊口无一泄露，一次合格率达到99.5%以上（#1机组99.5%，#2機组99.7%），达到甚至超过核电机组的焊接一次合格率。

2.2 针对序项2

首先对全厂中低压管道材料进行内表面打砂清理并进行封口管理，受热面管排100%按照规程规范通球及吹扫，焊接过程中进行氩弧焊打底，同时加强过程封口管理，达到了非常好的效果。例如开式水系统仅冲洗两次（换水两次）就达到澄清的合格要求；#1机组吹管第39次靶板检查结果基本达到合格标准，也验证了系统清洁度达到了很好的效果。其次在系统酸洗后及吹管后对各集箱进行割口检查（委托第三方进行内窥镜检查），对可能存在的异物进行打捞清理，确保整套启动系统内部清洁。

2.3 针对序项3

总结其他W火焰炉的经验，采取预留膨胀间隙的措施，即在冷灰斗4个角部水冷壁，预先切割开一条长477mm，宽1～2mm的鳍片间隙（端部配钻Φ5mm止裂孔），作为膨胀间隙，再外部增加一个密封盒（材质使用12Cr1MoV，方案得到制造厂家校核认可），达到密封效果。事后结果证明，效果显著，没有出现水冷壁拉裂现象，如图2所示。

2.4 针对序项4

组织全面排查整台锅炉，梳理仪表、油、汽水管道、平台栏杆、刚性梁及销子角部连接、吊杆受力等，逐一排除处理影响锅炉膨胀的部位，确保锅炉膨胀满足厂家设计要求。

2.5 针对序项5

组织对锅炉烟道内布置的管系进行检查，逐一检查防磨套管的安装部位及角度，确保符合厂家设计要求，对可能的薄弱环节，结合咨询、厂家等的建议加装防磨套管。

2.6 针对序项6

一是找具有丰富经验的施工人员，保证管道法兰密封良好；二是加强深度调试，保证吹灰器满足设计要求，进退自如，运作可靠。

3 结语

越南永新燃煤电厂一期工程2×620MW机组超临界W火焰炉经过上述应对措施后，目前#1机组已经投产（#2机组正在吹管阶段），系统已经连续满负荷运行一个月，没有出现任何爆管现象，为后继的机组可靠及长周期运行打下了坚实的基础，也创造了国产首台同类锅炉的零爆管记录，扭转了中国产品在越南市场不佳的印象，政府有关部门也对#1机组的快速顺利投产感到不可思议。越南方咨询PECC2项目经理阮仁宝甚至在多个不同场合不遗余力赞扬广东火电越南永新一期工程项目的出色表现并向沿海二期业主等其他项目推荐，认为是在越南电力建设中最好的施工单位，不仅进度提前于合同工期，所有的节点均一次通过，168h试运期间一直满负荷顺利完成，创造了越南新的BOT项目最快投产记录。

参考文献

[1] 东方锅炉股份有限公司制造的DG1987/25.31-∏12超临界W型火焰直流炉说明书[Z].

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[3] DL612-1996，电力工业锅炉压力容器监察规程[S].

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[5] DL/T869-2004，火力发电厂焊接技术规程[S].

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