防止超临界机组锅炉爆管施工工艺要求

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　　摘要：由于超临界机组锅炉在火力发电企业的应用越来越广泛，其运行的经济性及安全性对电力企业的影响就越来越大，而减少锅炉非计划性停运频率就是提升锅炉经济性、安全性的有效途径之一。本文在分析超临界锅炉受热面结构特点的基础上，着重针对其受热面的爆管问题进行分析，从施工方面提出预防超临界锅炉爆管的具体措施。
　　关键词：超临界锅炉；爆管；施工
　　
　　一、超临界锅炉受热面的结构特点
　　 超临锅炉的水冷壁多为全膜式焊接，下部的水冷壁和灰斗为螺旋管屏，上部则为垂直管屏。折烟角上部设置有数十组过热器、高温过热器以及高温再热器等。管屏经过集箱吊挂于吊挂板上，和汇集集箱是连通的状态，管屏不能进行地面组合，只能散件安装。中间隔墙过热器将后烟道分为双烟道，前部安装立式低温再热器及水平低再热器，后部则设置立式低温过热器及水平低温过热器，烟道下面均设置有H型的双肋片管省煤器管屏。在螺旋水冷壁的前后墙及两侧均装设有张力板，其由冷灰斗的下部向着螺旋水冷壁及垂直水冷壁的过渡区延伸。张力板在过渡区会变为手掌型，垂直水冷壁管屏鳍片上焊的手指型的连接板，张力板与其连接后会将荷载向水冷壁的上部传递。
　　二、超临界锅炉爆管原因
　　 超临界锅炉爆管的原因多种多样，由设计方面来看，可能是因为膨胀间隙设置不足，或者焊接坡口设计错误，或者受热面布置不合理等原因；而由材料方面来看，可能是设备材料自身存在夹渣或者分层等问题，锅炉在运行过程中材料受到高温及高压的影响，导致缺陷进一步扩大最终出现爆管；由制造方面来看，有可能是由于设备材质与设计不符，或者焊接、加工等工艺质量达不到要求等。此处我们着重针对其施工安装过程中存在的不足进行分析：
　　 第一，锅炉设备管材自身存在缺陷却未及时发现，或者在制造、运输等环节产生质量缺陷未及时发现；第二，安装的尺寸与设计尺寸有较大差异，对设备膨胀产生影响，或者形成烟气走廊对设备造成冲刷作用等；第三，在长期的吊挂过程中，加固用的钢丝与设备会产生摩擦，造成设备的壁厚逐渐变薄，最终超出设计要求的范围；第四，管材在运输或者施工过程中被割伤却未及时补焊；第五，在安装施工时粗暴施工，对设备进行大力敲击或者撞击等，导致设备出现变形或者裂纹等问题；第六，减温器喷口或者管道被堵塞，使得再热器或者过热器超温运行。
　　三、预防超临界锅炉爆管的施工措施
　　（一）施工工艺控制
　　1、校管工艺
　　 在锅炉施工安装过程中，校管作业是最常见的问题之一，特别是超临界锅炉的材料多为合金材质，所以针对校管工艺要求非常严格。针对合金管的校管要由热处理人员统一通过热处理机进行处理，要严格控制加热温度，保证其不超出设备材料的临界点温度，并且升温、降温的速度要保证不可超出设备材料允许的范围。对于碳钢管而言，其加热温度不可超出950℃，利用红外测温仪进行温度控制，加热后要用石棉布包裹好保温，逐渐冷却。最好在校管处设置防雨装置，避免管材加热后受到雨淋冷却，导致材料的组织发生变化，产生裂纹。
　　2、加工管道
　　施工过程中对口时，如果受热面管道的尺寸与设计要求不相符，需按照实际情况以其进行切割加工。为了避免管道材料的组织出现变化，要采用机械加工的方法来加工受热面管，不可使用火焰切割等方法。可以根据实际需要采用电动切割、磨削或者坡口工具等进行管道加工。
　　3、鳍片处理工艺
　　 与亚临界锅炉相比而言，超临界锅炉水冷壁的管径及管间距均相对较小，因此在切割鳍片过程中要注意不可伤到管道。鳍片的切割对施工工人的技术要求较高，要求技术人员有丰富的施工经验，且切割完毕后需要进行严格的质量检查，进一步确认是否对管子的外壁有损伤，如果发现质量问题要及时做磨光补焊，如果问题严重则有必要进行换管。处理完伤管后相关质量管理人员需要二次验收，以保证处理效果。
　　3、焊接及热处理工艺
　　超临界锅炉受热面的不同规格、不同材质的管道，其焊接工艺均要以工艺评定为基础。要提前针对不同类型的管道焊接进行合理的工艺评定，以保证焊接工艺的高可靠性及可行性。进行焊接的技术人员要经过相关资质部门的认证持证上岗，如有必要要进行岗前培训，以保证施工项目的质量。针对合金焊材，要按照批次做光谱复检，为保证焊条的质量及有效性，要对焊条的领用严格控制。焊接作业只以由专业人员进行，安装工不得进行跨领域操作；而非高压焊技术人员也不可进行高压焊的焊接作业等。如有必要可以在焊接及热处理的现场搭建防雨棚防风防水，尽量避免由于风、雨等外界天气环境对焊接工艺产生影响。针对锅炉受热面的小径管，其焊接接头需要做无损检验，如有问题需及时处理，以保证焊口质量与设计要求相符。不可忽略焊后检查，发现焊缝存在气孔、砂眼或者咬边、裂纹以及焊瘤或者漏焊、夹渣等问题，需要及时补救；如果有错口或者折口等严重问题，则要进行换管；如果焊口的间距与相关的焊接规范要求不符，也需要切除进行换管或者将弯管、弯头更换掉。
　　（二）安装的尺寸控制
　　 通过设计计算，可以确定出临界锅炉各部位的相对尺寸，如果在施工过程中尺寸的偏差超出一定误差范围，则不仅影响到锅炉运行的经济性，更有可能埋下安全隐患。超临界锅炉的折焰角上方设置有高温过热器及再热器，因此在安装管排时，管排底部及折焰角的间隙要及时测量出来，并与设计要求对比，确定其是否与管排的膨胀要求相符，发现问题则要及时调整。针对低温过热器和再热器、省煤器的管排和四侧包墙，也要对其膨胀间隙进行仔细的测量，以免对管排膨胀造成影响。在对再热器、过热器及省煤器管排间隙进行测量与调整时，要保证制作通规或者测量工具是经过严格校正的。按照图纸的设计要求安装防磨装置并加以固定，避免出现烟气走廊。吹灰器的安装位置也要注意，在吹灰枪进行伸缩时要保证受热面的管道不会受到磨损。以水冷壁为基准定出各燃烧器的中心，再安装燃烧器，不仅可以保证燃烧器中心的精确性，而且可以防止水冷壁受到煤粉冲刷或者磨损。
　　（三）调试过程中的控制措施
　　 在锅炉运行调试过程中，针对其化学清洗工艺要严加控制，清洗前要先进行系统除盐水冲洗，完成化学清洗后要全面检验凝汽器及除氧器，以保证系统内部的清洁度。蒸汽吹管工艺也要严加控制，可以采用稳压吹管结合降压吹管的方法提高吹管的效果，在锅炉首次投入运行前要做相应锅炉冷态空气动力场试验，运行后要做燃烧调整试验，以保证锅炉不会出现热偏差或者受热面局部过热等问题。在锅炉启动及运行时，要严格控制汽、水的品质。机组在运行过程中不可出现超温现象，如果经过调整后锅炉受热面超温的问题仍未得到控制，可以适当的降低锅炉的汽温参数或者负荷。在机组启停过程中，要针对升温及升压的速率进行严格的控制，以降低管壁的温度梯度。如果出现事故停机问题，则要进行闷炉，即保证锅炉维持停机前的温度及压力，查明事故的原因，最终实现机组的热态或者极热态启动。在机组正式启动运行前，将炉管泄漏监测装置投入其中，发生泄漏事故时要及时处理。
　　
　　
　　参考文献:
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