火力发电厂660MW超超临界机组锅炉防爆管研究

张思涵

摘要：超（超）临界机组锅炉的应用不仅能够起到节约一次性能源的作用，同时对是保护环境质量以及降低有害气体排放有重要作用，而在火电厂日常工作中极易出现超超临界锅炉爆管现象，给火力发电厂的正常运行造成严重影响。基于此，本文从火力发电厂660MW超超临界锅炉爆管原因出发，并分析在设计过程中、安装过程中和调试过程中采取防爆管措施效果，借助火力发电厂660MW超超临界锅炉防爆管措施研究，以期为促进火力发电厂正常运行提供帮助。

关键词：火力发电厂；锅炉爆管；660MW超超临界锅炉

引言：

锅炉容量的增大不但满足了人们对用电量的需求，同时也大大提高了锅炉的热效率，有效节约了大量的一次性能源。不过随着锅炉容量的提升，其给制造工艺、安装技术以及日常维护等提出了更高的要求，由于结构的复杂化导致锅炉爆管的发生率也随之增加，给火力发电厂的正常运行造成了严重的影响，对此相关设计和工作人员需要针对锅炉爆管的重要因素制定相应的防爆管措施，从而保证电厂的供电质量。

一、660MW超临界锅炉概述

我火力电厂所使用3、4号660MW超超临界锅炉相关参数为以下几点：直流锅炉、单炉膛、平衡通风、一次中间再热以及风冷式干排渣等，并且采用全钢架悬吊结构，锅炉型号为SG-1957/28-M6005。锅炉的水冷壁组成部分分别为螺旋管圈和垂直管段，采用锅炉冷灰斗进口，其中4号锅炉炉膛宽度为18816mm、深度为18144mm、路顶管标高为74250mm。其中3号炉设计煤种为淮南烟煤。所采用的校核煤种为淮南烟煤，助燃油为0号柴油。

二、火力发电厂660MW超超临界锅炉爆管原因分析

（一）设备设计造成锅炉爆管

由于锅炉设计过程中采用内螺纹管垂直水冷壁，也就是在锅炉的上下炉膛安装混合集箱，其优势在于能够降低水冷壁工质温度与管子壁温的偏差，但其缺点在于结构复杂，制作相对较为困难，并且容易出现堵塞现象。而在爆管前不存在壁温差较大现象，在爆管之后，经过检查发现爆管处出现超温现象，其他均属正常，由此可见，爆管与燃烧热偏差无关，而造成爆管的主要因素为异物堵塞，从而使管子内温度短期过高引起管爆。

（二）设备制造和运输过程中造成锅炉爆管

锅炉设备在制造中可能存在以下几点缺陷：第一，选材存在一定不足，如母才存在一定程度的受损、砂岩、焊缝缺陷以及弧坑等，以及在制造完成后试运行期间受到的压力、热量过大，从而超出材料极限造成爆管；第二，受热面在运输过程中受到外力的挤压、磕碰等，从而造成管子出现变形、凹陷等；在工作过程中由于管子局部应力集中，从而出现爆管现象。

（三）安装因素

在安装锅炉过程中会对管子进行切削片、刨花片等处理，并且在安装过程中极易带入一些焊条头、石子等杂物，虽然在对锅炉进行组装前采用压缩空气进行吹扫，并对其采用内窥镜进行检查等工序，但还是会存在一定的清理死角，从而造成杂物滞留，最后在锅炉运行中造成局部受热，从而引起锅炉爆管发生。

三、火力发电厂660MW超超临界锅炉防爆管措施

（一）设计过程中采取防爆管措施

在锅炉设计过程中采取防爆过措施具有要意义，具体为以下几点：首先，在选择锅炉时需要选择传热偏差相对较小，并且氧化皮输送的锅炉；其次，在设计锅炉时需要尽可能的降低烟气侧的热偏差，以及降低各管屏蒸汽分配的偏差，从而保证各管子之间均匀受热；再次，在设计过程中尽可能降低节流孔圈的应用，以此加大管子的弯曲半径，从而达到降低杂物对管内堵塞现象的发生；最后，在金属高温区安装壁温监测点和工质监测点，从而达到对这些重点部位壁温进行实时监测，若出现异常现象则需要及时进行处理，以此降低爆管发生[1]。

（二）安装过程中采取防爆管措施

在安全锅炉过程中需要注意的事项相对较多，并且对锅炉日后的运行质量有重要影响，具体预防措施为以下几点：第一，在安装过程中需要加强洁净化施工技术的应用，在安装前要制定详细的安装计划指导书，以此保障安装过程中对相关设备的清洁程度进行全面检查；第二，在安装管道和联箱之前，需要对其进行严格检查，采用内窥镜对管内杂物进行彻底清理，同时还要对进入现场时间相对较长的管道和联箱进行检查，对于存在内壁腐蚀较为严重者进行喷砂处理，以此提高其內部的清洁性；第三，在对汽水系统进行焊接时需要使用氩弧焊打底，采用全氩焊接，同时技术人员还需要对管道坡口处进行清理，避免焊渣进入系统中；第四，在安装阀门时，安装人员需要对其内部进行仔细检查，避免设备在运输过程中由于防护、封堵等存在遗留物，同时对其中的灰尘、杂物等进行清理。

工作人员在组合与安装受热面管子前，需要对其实施通球试验，根据计算球直径选择合理的试验用球，避免出现利用小球代替大球进行试验现象，并保证试验后不得将球遗留管内，在对有内螺纹通球试验时，工作人员需要检查管口部是否存在铁屑等杂物。对于检查节流孔圈时需要使用特制圆球进行检查，并且进行大小两次通球试验，在试验后做好封闭措施并详细记录。在对管排进行安装过程中，工作人员需要对朝上的口实施机械坡口加工，并对其中的封堵物进行清理，然后进行安装，防止加工屑落入其中。与此同时，工作人员还需要保证其他系统内部的清洁性，在对管道进行封闭前，需要仔细检查凝汽器汽侧、除氧器等内部，防止存在杂物引起爆管。同时还需要撤离凝汽器顶部的防护层，避免焊渣等进入管束内部，检查后用水进行冲洗，避免存在死角滞留杂物，最后清理工作由监理组织验收[2]。

（三）调试过程中采取防爆管措施

调试过程中防爆管措施为以下几点：第一，加强对机组实施化学清洗工艺清理，在此过程中需要控制其中的除盐水质量监控工作，从而提高各汽水管道的清洁度。在对机组进行化学清洗时要做到全面性，尽可能的增加清洗范围，并严格控制清洗药品和工艺，在清洗完成后需要对其中的凝汽器和除氧器等进行检查；第二，对蒸汽吹管工艺进行严格控制，在此过程中工作人员需要使用降压吹管措施，由于降压吹管方式相关参数波动较大，容易出现杂物滞留现象，对此还需要采用稳压吹管方式，其对相关参数的波动影响较小，以此提高吹管效果；第三，在锅炉首次运行前，工作人员需要对其中的冷态空气运动力场进行试验，在运行后马上实施燃烧调整试验，防止锅炉存在热偏差或局部受热现象，最终引起锅炉爆管发生。

综上所述，由于火力发电设备的大面积建设，其中超（超）临界机组在电厂中的应用比例也随之增加，为了提高锅炉运行的稳定性和安全性，相关工作人员需要从设计、安装、运输以及调试等多方面预防爆管发生。经过对上文分析可得，无论在锅炉的安装、设计等任何过程中，都应该注意管子内部和相关结构内部的清洁度，避免杂物引起爆管事件发生；因此火力电厂660MW超超临界锅炉防爆管措施，能够充分应用到火力电厂锅炉运行中来。

参考文献：

[1]郭兵.火力发电厂超超临界锅炉防爆管施工工艺研究[J].山西建筑，2013，39（36）：146-147.

[2]林华.大型火力发电厂超超临界机组主蒸汽管SA335-P92钢焊接工艺研究[J].装备制造技术，2008（10）：69-72.