某电厂整套启动期间锅炉爆管处理及分析.doc

某电厂整套启动期间锅炉爆管处理及分析 【摘 要】某电厂在整套启动期间发生水冷壁管子内部氧化锈蚀附着物在机组升降负荷过程中脱落堆积，在垂直段水冷壁进口处弯头处堆积并形成堵塞，阻塞管内汽水流通，导致水冷壁局部过热发生爆管，本文对爆管过程处理及产生原因进行分析，提出加强锅炉制造安装过程中管内清洁度控制的重要性。 【关键词】电厂；锅炉；整套启动；水冷壁；酸洗；清洁度；爆管 1.锅炉简介 某电厂一期工程2600MW燃煤发电机组，锅炉设备为东方锅炉厂有限责任公司生产的超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构型锅炉1，型号为DG190025.4/571/569；锅炉水冷壁采用焊接膜式水冷壁，上部垂直管排下部螺旋管排，中间通过混合集箱连接。 2.整套启动期间上部垂直水冷壁超温爆管发生 #2机组于7月30日进入机组整套启动试运行阶段，8月16日机组负荷520MW，锅炉水冷壁发生爆管，爆管位置为前墙垂直段水冷壁左数第329根管子，相邻的第328根管子在爆管附近区域发生胀粗现象，56m标高处，见图1。停机后检查，用内窥镜对该管垂直段水冷壁进口集箱入口90度弯头检查，发现内部有异物堵塞，邻侧一根管子在爆管附近区域发生胀粗现象，对损伤管子处理后于8月21日机组重新启动。 8月23日，机组升负荷至600MW，锅炉再次发生爆管，此次爆管数量较多，共5根，裂口处照片见图2。 经扩大范围检查，现场怀疑其它垂直段水冷壁进口集箱入口弯头可能也有异物堵塞，随即安排全面的对前墙、左右侧墙垂直段水冷壁进口集箱的入口90度弯头处进行100%拍片检查，检验结果显示在前墙垂直段水冷壁内壁普遍存在锈蚀物且较为严重，见图3。 在左右侧墙中情况稍好，而对水冷壁后墙折焰区域（管子为328）及螺旋段水冷壁管排都进行取样检查，发现管内壁光滑基本无异物，随后制定方案进行大面积检修，并重新对水冷壁进行酸洗，至9月18日消缺工作全部结束；机组启动，于9月29日顺利通过168小时检验，完成机组移交。 3.缺陷检查及处理 据8月16日爆管检查情况和8月23日爆管检查情况及垂直水壁进口弯头拍片情况，考虑垂直段水冷壁管子内壁氧化锈蚀物的附着较厚且分布较广，经技术讨论决定对#2锅炉水冷壁进行重新化学清洗。为保证化学清洗效果，清洗前必须使用高压水冲洗以确保所有垂直段水冷壁管子全部疏通，清洗时保证水冷壁管壁内部的氧化物除去而不损伤母材，以避免锅炉因堵管再次发生爆管的情况。具体处理过程及化学清洗处理措施如下： 3.1 对8月23日发生爆管的左侧墙前数第183根，前墙左数第247、328、333、344根管子从集箱出口至68.5m层管段全部进行换管，68.5m层以上管段在炉内外观检查无氧化起皮、胀粗现象，用内窥镜检查无异物堵塞后恢复。 3.2 从炉膛内部进行大范围的管壁外观检查，根据管壁外表面颜色和是否发生过氧化起皮、胀粗等情况判断是否发生过热情况，经逐一检查确认左侧墙第38、193、219、220根，右侧墙第61、113、270根，前墙第9、10、35、92、130、179、318、331、336、338、342、353、359根管子部分管段发生过局部过热氧化或胀粗现象，对存在问题的管段进行了长度2m到8m等不同程度的换管。 3.3垂直段水冷壁管排疏通清理，对垂直水冷壁前墙、侧墙拍片检查存在堵塞现象的管子在安装焊口上方400mm处割取350mm管段，垂直段进口集箱处焊口割开，对发生堵塞的管子垂直段用高压水进行疏通清理，进口弯头处使用钢丝绳疏通，集箱内部通过管接头进行内窥镜检查，确认氧化物清理干净后恢复。 3.4 由浙江电力试验研究院组织进行水冷壁整体化学清洗，去除垂直段水冷壁内部氧化锈蚀物。本次化学清洗，清洗液采用催化柠檬酸，通过辅汽加热控制清洗温度在65以上，考虑化学清洗的特殊性，明确省煤器不参与化学清洗。在螺旋水冷壁10m标高位置加装一根酸洗临时监测管，在垂直水冷壁下部也加装一根临时监测管（采用内壁腐蚀层较厚的管子）对此次清洗过程及效果进行实时监测，长度均为800mm。同时通过化学清洗过程和热水冲洗时监测水冷壁管壁温分布，对垂直段水冷壁进口集箱出口弯管逐一进行摸管检查，记录清洗过程中温度偏差较大的管子2。清洗前后对比照片见图4和图5。 3.5 为检查化学清洗效果，现场在整体化学清洗结束后安排了对垂直段水冷壁进口弯头处抽样拍片检查（前墙、左墙和右墙各20根，后墙16根），检查结果未发现氧化物堆积堵塞弯头的现象。 3.6 为加强整套启动期间对垂直段水冷壁管壁温度的监测，在原有垂直段水冷壁温度测点的基础上，东方锅炉厂根据现场的要求，在#2锅炉垂直段水冷壁前墙、左右墙安装了临时热电偶，数量分别为192、229、230根。在后面整套启动试运期间，通过该批热电偶监测，垂直段水冷壁管壁温度分布较为均匀，未发现有管子存在温度偏差过大的情况，锅炉运行状况良好。 3.7 本次缺陷处理及化学清洗处理，完成换管约280m，涉及焊口共1441只。消缺时间长，焊口数量多，根据规范要求，锅炉在整套启动前安排进行了工作压力的水压试验（25.4MPa），重点检查割管区域焊口及拼缝，水压试验检查未发现任何泄漏。 4.爆管原因分析及管内清洁度控制措施 4.1 根据#2锅炉两次爆管发生的位置和检查结果分析，爆管原因为垂直段水冷壁管子内部氧化锈蚀附着物在机组升降负荷过程中脱落堆积，在垂直段水冷壁进口处弯头处堆积并形成堵塞，阻塞管内汽水流通，导致水冷壁局部过热发生爆管。发生堵塞的主要原因及过程分析： 4.1.1 垂直段水冷壁管子内壁氧化锈蚀层较厚且分布普遍。 4.1.2 垂直水冷壁管子规格为31.89，管子内径小，且垂直段水冷壁进口处弯头弯曲半径为R45，通流截面小，更易于异物堆积形成堵塞。 4.1.3 因内壁氧化锈蚀层较厚，锅炉系统化学清洗时EDTA清洗难以去除锈蚀层，清洗效果不理想，因取样管安装困难未对垂直段水冷壁管子进行取样验证。 4.1.4 锅炉启动后由于负荷参数变化，加速管壁锈蚀附着物的脱落，造成管子堵塞。 4.2 避免管内锈蚀和加强管内清洁度控制措施 4.2.1 加强到厂设备检查，配合业主委托的设备检查公司，加强集箱管道内部清洁度检查，加大设备管道母材取样检查范围，增大检查覆盖面。如设备需长期存放保管时，需制定妥当的设备保管措施，并加强保管过程的设备检查，防止发生损伤，并对发现问题及时处理。 4.2.2 锅炉水压试验后、酸洗后严格按规范进行保养。水压试验距化学清洗时间大于30天时，应按电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂化学篇）的规定，采取防腐措施。化学清洗结束至锅炉启动时间不应超过30天，如超过30天应按电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂化学篇）的规定采取防腐保护措施。 4.2.3 化学清洗取样检查点需增加，应特别针对管内径小、弯曲半径小的管道加强监视，保证清洗效果。对管道、弯头、集箱等内部易堆积杂物流动死点应加强清理检查，防止清洗过程产生异物堆积。 4.2.4 加强冲管后管道内部检查。锅炉冲管后，针对锅炉受热面集箱、连接管道进行手孔割除，进行内部清洁度检查，通过水冷壁、包墙过热器集箱采用内窥镜进行管道内壁检查。 5.结论 锅炉管内清洁度控制，是锅炉安装质量控制的重点，在受热面组合安装过程中，要做的不仅仅是自身施工过程质量控制，要特别加强设备检查，对安装过程中发现的问题要引起足够重视，并做合理有效的处理措施。对设备外观检查、母材材质检查等工作一定要扩大范围，发现隐患，排除一切可能产生严重后果的不利的因素。对酸洗、冲管后的设备检查，也要扩大覆盖面，特别是对超临界、超超临界机组，管内径小、弯曲半径小，更应注意通流截面小的管道，防止发生堵塞造成超温爆管。通过本机组锅炉水冷壁爆管