国电北仑电厂三期2×1000MW工程＃6机组降低锅炉爆管次数.ppt

降低锅炉爆管次数,发布人：朱建平 浙江省火电建设公司北仑三期项目 锅 炉 汽 水 系 统 洁 净 化 安 装 QC 小 组,目 录,1-选题理由 2-小组简介 3-小组活动计划 4-现状调查 5-确定目标 6-原因分析,7-要因确定 8-制定对策 9-对策实施 10-效果验证 11-巩固措施 12-总结,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,近年来国内陆续建造的600MW超临界机组、1000MW超超临界机组在整套启动试生产过程中、甚至在移交商业运行后发生锅炉爆管现象较为普遍，乌沙山电厂1机组（600MW超临界机组）在试生产期间爆管达到8次，玉环电厂1机组（1000MW超超临界机组）在试生产期间爆管达到4次。,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,图1、锅炉爆管照片（一）,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,图2、锅炉爆管照片（二）,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,图3、炉管堵塞后超温并胀粗的照片,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,锅炉爆管后爆管点附近的受热面管子会被严重吹伤，如果不立即停炉停机，事态将进一步扩大，所以，锅炉爆管后机组必须立即停机。 大容量机组爆管造成机组停机对电网冲击很大，而停炉、冷却、修复需要不少时间，就平均而言，锅炉爆管一次对机组整套试运进程影响4天左右，乌沙山电厂1机组在试生产期间锅炉爆管8次，累计影响机组移交32天，玉环电厂1机组在试生产期间锅炉爆管4次，累计影响机组移交16天。,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,600MW 机组一天满发的效益是100万元左右， 1000MW 机组一天满发的效益是168万元左右，所以爆管对业主带来的经济损失是巨大的，超临界机组锅炉爆管问题已引起业界的高度关注，分析爆管原因，找出解决对策，努力降低爆管次数是当前电力建设行业的一个非常必要和迫切的课题。,2007-3-5 浙江火电建设公司,一、选题理由,北仑电厂三期扩建工程为2台1000MW超超临界燃煤机组，我公司中标6机组的安装。针对爆管问题，我公司领导非常重视，我公司北仑三期项目部特成立了锅炉汽水系统洁净化安装 QC小组。,2007-3-5 浙江火电建设公司,二、小组简介,表1 小组简介,制表：朱建平 2007年3月5日,2007-3-5 浙江火电建设公司,三、小组活动计划,表2 小组活动计划,2007-3-5 浙江火电建设公司,三、小组活动计划,制表：朱建平 2008年12月30日,2007-3-5 浙江火电建设公司,四、现状调查,平均：2.5次,我们对发生锅炉爆管现象的兰溪电厂、乌沙山电厂、玉环电厂、安徽凤台电厂的八台新建机组进行了调查，爆管频率如下：,图5、八台新建机组锅炉爆管频率图,2007-3-5 浙江火电建设公司,四、现状调查,我们对爆管的原因进行了调查、研究，发现爆管主要是由制造、安装过程中管内清洁度未控制好、焊口存在缺陷和受热面管子母材存在缺陷等原因造成，详见下表所示。,表3 爆管统计分类表,制表：朱建平 2007年3月20日,2007-3-5 浙江火电建设公司,四、现状调查,图5、爆管原因饼状分析图,2007-3-5 浙江火电建设公司,四、现状调查,锅炉爆管的原因中有70%是由于整套试运时锅炉汽水系统内清洁度不佳而引起的。因此，如何控制好安装调试过程中锅炉汽水系统的清洁度问题，是防止锅炉爆管的重点。,2007-3-5 浙江火电建设公司,五、确定目标,根据现状调查的结论，控制好安装调试过程中锅炉汽水系统的清洁度问题，是防止锅炉爆管的重点。因此，我们小组确定了本次QC活动的目标：严格控制锅炉汽水系统清洁度，不发生因管内清洁度不佳而引起的爆管（0次）。,2007-3-5 浙江火电建设公司,六、原因分析,整套试运时锅炉汽水系统内清洁度不佳,人,环,法,料,施工人员没有严格按要求施工,管子、集箱检查、清理措施不完善,空气中的潮气、盐雾使管子内部锈蚀,管子口径小、弯管多易堵塞,管子、集箱等设备内部不清洁,图6、锅炉汽水系统清洁度不佳原因鱼刺分析图,水压、酸洗、吹管时水冲洗方案不完善,吹管后缺乏对易堵管部位检查,存储、临抛时杂物进入管道,汽机侧汽水系统内有杂物带入锅炉汽水系统,吹管时缺乏炉管堵塞在线监测措施,磨口、割管、安装临时管时杂物易进入管道,施工方案中缺少磨口、割管、安装临时管 时的防异物措施,检验制度不完善,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,表4 锅炉汽水系统清洁度不佳要因确定表,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,制表：朱建平 2007年4月30日,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,管子口径小、弯管多易堵塞 相对亚临界锅炉而言，超临界锅炉参数高，蒸汽流量小，受热面管子口径也小，相应地管系中用于调节阻力损失的节流孔圈内径也小，下面是亚临界、超临界、超超临界锅炉受热面管子口径及节流孔内径的数据对比：,确认一,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,表5 亚临界、超临界、超超临界锅炉受热面管子口径对比,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,表6 玉环电厂末级过热器节流孔尺寸及数量,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,表7 玉环电厂水冷壁节流孔尺寸及数量,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,我们小组成员对北仑三期项目的锅炉设计图纸进行了查看，发现1000MW超超临界锅炉所设计的弯头非常之多，#6炉共有5886只弯头。下面是北仑三期项目#6机组锅炉的弯管分布表。,表8 北仑电厂6炉受热面弯头数量统计表,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,我们对水冷壁、过热器、再热器的弯管形状进行调查，情况如下：,图7、再热器弯头示意图,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,图8、过热器弯头示意图,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,图9、水冷壁弯管射线检查定位图,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,从表5可以看出：超临界、超超临界锅炉受热面管内径明显比亚临界的要小。从表6、表7可以看出：节流孔圈的孔径都非常小，水冷壁节流孔圈内径最小处仅为；末级过热器节流孔圈内径最小处仅为，管内如有“铁刨花”或尺寸稍大一点的异物就很容易堵塞在节流孔圈或弯头处，管内介质流速降低后，其它小颗粒的杂物也会聚集在堵塞处，越堵越严重，很快会引起管子超温、蠕胀及爆管。近年来超临界锅炉爆管基本上都发生在水冷壁、屏过和末级过热器上。但管子口径小、弯头多是超临界、超超临界锅炉的参数所决定的，作为施工方我们无法去改变，所以，我们将此因素列为次要因素。 结论：次要因素,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,管子、集箱等设备内部不清洁 通过对相关工程的调查得知，目前，到达现场的受热面管子和集箱中存在“眼镜片”、“铁刨花”及铁水凝固物的现象比较普遍，在组合和安装前如果清理不干净，在后续过程中清理就更加困难了，很容易引发锅炉爆管，所以我们首要任务就是对设备内部仔细检查、清理干净。我们将此因素认定为主要因素。 结论：主要因素,确认二,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,空气中的潮气、盐雾使管子内部锈蚀 空气中或多或少存在潮气，沿海地带空气中还含有盐雾，这都会使管子内部不断氧化产生锈蚀，但我们保持管子封口常态化可以降低因管子内部与外界潮气、盐雾接触而引起的腐蚀加速状况，所以此因素认定为次要因素。 结论：次要因素,确认三,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,存储、临抛过程中杂物易进入管道 现阶段，一般受热面堆放、组合场地均采用塘渣夯实后铺垫石子，设备堆放在条墩或道木上，受热面组合一般在型钢框架上进行，道路采用沥青路面或石子路面，石子路面一般都采取洒水抑尘措施，堆放场和组合场一般不太有粉尘飞扬的状况。 我公司对管子封口一直以来非常重视，物资部负责设备堆场管子封口情况的日常巡查，施工班组负责组合场、安装现场管子封口的日常巡查，质检部门定期、不定期地对管子封口的完整性进行检查，并有配套的奖罚措施辅助管理，故此因素认定为次要因素。 结论：次要因素,确认四,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,汽机侧汽水系统可能有杂物带入锅炉汽水系统 从锅炉酸洗开始，汽机侧开始向锅炉侧供水，如果汽机侧汽水系统内有杂物存在，就有可能带入锅炉侧。 以往，汽机侧汽水系统管道在地面配管时已采取酸洗措施，炉前系统（汽机侧汽水系统）清洗后系统内杂物已基本洗净，且凝泵、给泵前均设有滤网，一般不太可能有大颗粒的杂物带入锅炉汽水系统，因此将此因素认定为次要因素。 结论：次要因素,确认五,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,施工人员没有严格按要求施工 浙江火电全面贯彻执行ISO9001：2000版质量管理体系，项目部严格执行技术交底制度，并颁布了工程质量处罚管理规定，施工人员质量意识强，能严格按作业指导书要求施工。所以，我们将此因素认定为次要因素。 结论：次要因素,确认六,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,管子、集箱检查、清理措施不完善 以往，在地面组合和安装前我们对受热面散管、管排、集箱、联通管等部件的检查、清理主要通过压缩空气吹扫、通球及人工检查来实施，对大口径的联通管、集箱靠压缩空气吹扫清理铁锈的效果是有限的，而人工肉眼无法对两端封口的集箱进行彻底的检查，如果这些集箱内部有铁刨花等异物存在，就很有可能一直留存在内部未能清理出来。 结论：主要因素,确认七,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,施工方案中缺少磨口、割管、安装临时管时的防异物措施 查以往的施工方案，没有发现对这些环节作出明确的防异物措施。在打磨管口时，如果不采取有效的防异物措施，电磨磨下的铁屑就会留在管内，而且，电磨头一旦未固定好或者电磨头破碎都有可能落入管内；割管时如采取割炬割管，铁水凝固物有可能会进入管内；安装水压、酸洗、吹管临时管时，若直接用电焊焊接，会造成临时管内焊渣存在并在水压、酸洗、吹管过程中进入正式系统。故将此因素认定为主要因素。 结论：主要因素,确认八,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,水压、酸洗、吹管时水冲洗方案不完善 水压、酸洗、吹管时都有一个水冲洗的过程，目的是冲出水冷系统中铁锈等异物，以往一般都是通过水冷壁下集箱或下降母管底部的疏水管来排放，而疏水管口径较小，且有阀门节流，水冲洗时流量偏小，冲洗效果有限，冲洗后水冷系统中未能带出的异物将有可能卡在水冷壁管的节流圈处或带入过热系统中留存下来。而水冷壁、屏过、末过都是爆管频发部件。所以，此因素认定为主要因素。 结论：主要因素,确认九,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,吹管时缺乏炉管堵塞在线监测措施 吹管是机组整套启动前的最后一个阶段，如果在这个阶段还未能将锅炉汽水系统内的异物发现并排除干净，那很有可能会带来整套试运时锅炉爆管。,确认十,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,图7、再热器弯头示意图,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,图8、过热器弯头示意图,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,如果对这些堵管、爆管频发的部件每根管子装上测温热电偶，就可以在吹管时通过观察受热面管子的壁温来判断是否有管子被异物堵塞，吹管后我们可以有针对性地去排查那些温度明显偏高的管子，并想办法将异物取出。从发现问题的角度来讲，这也是一个主要因素。 结论：主要因素,2007-3-5 浙江火电建设公司,七、要因确定,检验制度不完善 从前述分析知道，布置在高温烟气区域的锅炉部件的节流圈、弯头部位，是堵管、爆管的主要部位，而现行的相关规范未要求吹管后对这些部位进行检查，这就可能造成一些爆管隐患在吹管后带到机组整套试运环节中去。所以，从检验的角度来讲，这也是一个主要因素。 结论：主要因素,确认十一,2007-3-5 浙江火电建设公司,八、制订对策,表9 对策措施表,2007-3-5 浙江火电建设公司,八、制订对策,2007-3-5 浙江火电建设公司,八、制订对策,制表：朱建平 2007年5月15日,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,完善施工方案、质检计划，确保每根管子、集箱清理干净 1、清除小口径管内杂物： 受热面管排组合前吹扫、通球：先用压缩空气对每根管子逐一吹扫，开一根吹一根，吹扫干净后进行通球试验，通球完毕立即封口，在管排上标明通球日期、送球人、接球人姓名，并办理签证。对通球未过的管子用内窥镜检查未过原因，按规范要求处理。吹扫过程中有6片管排从管内吹出了较大的块状氧化铁，通球过程中共发现25处通球未过，通过内窥镜检查发现24根管内有焊瘤，采用割管重焊处理，另外一根管内发现有一个卡簧。,实施一,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,图10、中部螺旋水冷壁通出的块状氧化铁,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,图11、过渡段水冷壁通出的颗粒状氧化铁,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,图12、中部螺旋水冷壁通出的卡簧,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,2、清除中大口径管、集箱内杂物： 在组合安装前，对中大口径管、集箱内部进行清理：大口径的、人能进去的管道、集箱按排人进去用钢丝刷清理；人无法进去的、但两端通孔的管道、集箱采用钢丝绳绑扎回丝布来回磨擦管道、集箱内壁的方法清理铁锈，然后用压缩空气吹扫；上述方法都不适用的管道、集箱用大功率吸尘器吸尘；对于人无法进去的集箱，除锈后用内窥镜检查内部清洁情况，尤其是要检查集箱接管处有无铁刨花。 集箱接管座：对较短的直管用手电筒和肉眼观察，对较长的管子采用钢丝绳穿通检验以确认内部无异物堵塞。,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,上述清理、检查完成后由质检、监理人员进行确认，并进行封闭签证，填写隐蔽工序（主要工序）签证书。实施过程中发现一些集箱管接座处有金属刨花残留在内壁，后采取措施将其一一清除。 3、高空安装集箱封闭前清理、检查： 高空安装集箱封闭前，用大功率吸尘器除尘，然后用内窥镜检查，清理完成后由质检、监理人员进行确认，并进行封闭签证，填写隐蔽工序（主要工序）签证书。,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,图13、高空安装集箱封闭前清理、检查,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,完善施工方案，杜绝安装时异物进入系统 1、打磨管口前用回丝布严密塞入管内，磨口后及时取出，打开一个管帽磨一个口子，严禁整排管口同时打开。 2、受热面管切割采用坡口机、角磨等机械切割的方法来切割。 3、水压、酸洗、吹管临时管安装前检查、清理干净，焊接时采用氩弧焊打底。,实施二,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,改进水压、酸洗、吹管水冲洗措施 将前后墙水冷壁下集箱各一侧端盖割开，接325临时管至机组排水槽，以便水冲洗时加大流量，尽量将系统内杂物冲出。吹管时热态冲洗采取带压冲洗。,实施三,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,对易堵部件增装壁温测点 鉴于屏过、末过、高再均设计有节流孔圈和U型弯头，且布置在高温烟气区域，从以往超临界机组爆管情况来看是爆管高发区域。为此，我们向业主建议对屏过、末过所有管屏的出口管上增装热电偶，对高再抽取中间两屏管屏，每根出口管上布置热电偶，以便在吹管时监视上述部件的壁温偏差情况，进而判断是否有堵管情况，待吹管结束后有针对性地去排查有疑点的管子。,实施四,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,上述建议得到了业主、监理和调试单位的首肯，共增设热电偶1622支。在锅炉酸洗前安装、调试完毕，设备采购、安装及调试费约350万，由业主支付。,表10 增设壁温测点分布表,制表：朱建平 2008年9月15日,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,图14、屏过、末过、高再增设热电偶（一）,图15、屏过、末过、高再增设热电偶（二）,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,在6锅炉吹管期间，未发现屏过、末过、高再相邻管子间壁温偏差明显偏大的情况。 机组整套启动期间：有了锅炉壁温的全面监视反馈，调试所指挥人员在投磨及燃烧调整时更有把握将锅炉各部件壁温控制在设计允许的运行参数内，曾经有几次短暂的超温，也迅速采取手段，将锅炉壁温降下来。,2007-3-5 浙江火电建设公司,九、对策实施,完善质检计划，吹管后对易堵管部位进行检查 吹管结束后增加检查项目： 1、针对节流孔圈部位：割开水冷壁下集箱临时排放管（2个）、屏过进口集箱（19个）、末过进口集箱（18个）、高再进口集箱（37个）、包覆进口集箱（5个）的手孔，用内窥镜检查集箱内部及节流孔圈处清洁度，未发现有异物存在。 2、针对弯头部位：对屏过、末过、高再底部U型弯头抽取10进行拍片检查，共抽检了410个弯头，未发现有异物存在；对水冷壁中间集箱出口第一道弯头（共1735个）100拍片检查，未发现有异物存在。,实施五,2007