135 MW循环流化床锅炉省煤器磨损爆管原因分析及解决措施.pdf

第 4 5卷第 4期 2 0 1 4年 7月 锅 炉 技术 B0I LER TECHN0L0GY V0 l _ 4 5，NO ． 4 J u l y ．，2 01 4 1 3 5 MW 循环流化床锅炉省煤器磨损爆 管 原 因分析及解决措施 徐文军 ，沈引根 ，刘瑞 华 1 ．上海 电气 电站集团工程公司 ，上海 2 0 1 6 1 2 ； 2 ．上海 锅炉厂有限公司 ，上海 2 0 0 2 4 5 摘要 以 1 3 5 Mw 循环 流化 床锅 炉省 煤器磨损 爆管为实例 ， 详细分析 了现场对接焊缝 区域 、 炉膛 四角 区域 和炉顶区域等不同部位磨损产生的原因 ， 并 根据分析 结果制 定了针对 性 的处 理方案 ， 实施 后效果 良好 。所 得 研 究结果对循环流化床锅炉省煤器磨损问题的解决有着重要的借鉴意义 。 关键词 循环流化床 ；省煤器磨损 ；焊接质量 中图分类号 TK 2 2 9 ． 6 6 文献标识 码 B 文章编 号 1 6 7 2 4 7 6 3 2 0 1 4 0 4 0 0 3 4 0 6 0 前 言 由于循环 流化床锅 炉燃 烧方式 的高浓度 、 高 速 度 、 高 通 量 的 固体 物 料 流 态 化 循 环 过 程 ， 锅 炉 部 件 尤 其 是 受 热 面 容 易 发 生 磨 损 。本 文 对 印 度 京 德 J i n d a 1 1 01 3 5 MW 循 环 流 化 床 锅 炉 实 际 运 行 过 程 中 出 现 的 省 煤 器 磨 损 导 致 频 繁爆 管 问题 ， 进 行 了 深 入 研 究 分 析 。 根 据 分 析 结 果 分 别 给 出 了 处 理 方 案 ， 处 理 方 案 实 施 后 取 得 了 良好 效 果 ， 爆 管 问 题 得 到 了 很 好 的 解 决 。单 台机 组 原 先 平 均 一 个 月 爆 管 一 次 ， 处 理 后 运 行 至 今 已半 年 左 右 没 有 出 现 过 省 煤 器 爆 管 问题 。 1 锅 炉 概 况 锅 炉 为 上海 锅 炉 厂有 限公 司 S G 一 4 6 0 ／ 1 3 ． 7 一 M5 7 3超 高 压 中 间 再 热 形 式 。采 用 岛 式 半 露 天 布 置 、 全 钢结 构 、 炉 顶 设 置 轻 型 钢 屋 盖 。锅 炉 采 用支 吊结 合 的 固定方 式 ， 锅炉 运转 层标 高 为 9 r n 。锅炉采用集 中下 降管、 平衡 通风 、 绝热 式旋 风分离器 、 循环流化床燃烧方式、 滚筒冷渣器 ， 后 烟 井 内布 置 对流 受热 面 ， 过 热 器采 用 两级 喷 水 调 节蒸汽温度 ， 再热器采用 以烟气挡板 调温为 主、 事故喷水装置调温为辅 。在燃用设计煤种时， 锅 炉 能 够 保 证 在 定 压 时 7 0 ～ 1 0 0 ％ 额 定 负 荷 范 围 内 、 滑压 时 5 O ～ 1 0 0 额 定 负 荷 范 围 内过 热 收稿 日期 2 0 1 31 2 1 4 作者简介 徐文军 1 9 7 1 一 ， 男 ， 主要从事 电站项 目管理工作 器出 口蒸汽均能保持额定参数 ； 在燃用设计煤种 或 校 核煤 种 时 ， 在 3 O ～ 1 0 0 额 定 负 荷 范 围 内 锅 炉 能够 稳定 燃 烧 。 1 ． 1锅炉 技 术参数 锅 炉技术 参数 见表 1 所 示 。 表 1 锅炉 技术 参数 1 ． 2 锅炉 主 要性 能指标 设计 煤 种 。 T MC R工况 主要 性 能指标 见 表 2 所 示 。 表 2锅 炉主 要性 能指 标 项 目 数值 锅 炉计 算效 率 按高位发热量 ／ 锅炉保证效率 按高位发热量 ／ ％ 固体不完全燃烧热损失／ 预热器出 口粉尘排放浓度／ g Nm 81 ． 87 81 ．5 2． 77 5O ．2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 徐 文军 ， 等 1 3 5 Mw 循环流化床锅炉省煤器磨损爆管原 因分析及解决措 施 1 ． 3 燃料 煤质 分析 燃 料 煤 质分析 见表 3所示 。 表 3 1 3 5 MW 循环 硫化床 设 计燃 料 2 问题 分 析 及 处 理 措 施 省煤器 布置 图 ， 见 图 1 ～2 。 从现场 省煤 器严 重 磨 损 的位 置 来 看 ， 见 图 l ～ 图 2 。一级 省 煤 器 主要 在 围板 泄 露 区域 管 系 、 吹 灰器故 障 、 穿墙 密封 盒 泄 露 以及 管 系横 向 纵 向 定 位 。二 级 省 煤 器 主 要 在 密 封 盒 泄 露 和 省 煤 器 阻流板 焊 接 处 。针 对 上 述 现 象 的 分 析 提 出 了 处 理 措施 。 ■广6 9 x O 0 6 2 1 【 】 l | 9 o 【 “ 拌 ￡ 醍 省 煤 器 鹳 i I L 曩 。 一_ _ 2 l ‘ J I I 砷 | l_ 一 图 1 一 级 省 煤 器 布 置 图 L J _ T ＼ ／ ／ 、 _ ● 36 4 O 0 。 l 32 0 ． ． 、 o LJ_ l 3 3 8 m 1 00 0 | 9 0 罔 2二 级 省 煤 器 布 置 图 2 ． 1一 级省 煤器 此 处磨损 爆 管主要 表现 为 1 同板 裂纹 、 穿 洞 、 焊 缝 漏 风 ， 低 温 的 空 气 串人烟 气后 ， 卷 吸烟 气 中 的灰 粒 对 泄漏 点 附 近 的 管 子磨损 爆 管 ， 见图 3 ～6 。 图 3 锅炉一级 省煤 器管子因护板焊缝孑 L 洞 导致附近管子磨损泄露 图 4 锅炉一级省煤器管子冈护板焊缝孔洞 所导致护板 里侧 紧邻 的管子被磨损泄露 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 徐文军 ， 等 1 3 5 MW 循环流化床锅炉省煤器磨损爆管原 因分析及解 决措 施 图 1 1 一级 省煤 器进 出 口集箱穿墙管束的保温 原 因分 析 穿 墙 管 束 及 集 箱 的 密 封 性 不 好 ， 串入 了空 气 。 串人 的 空 气 吸 卷 烟 气 中 的灰 粒 对 泄漏 点附 近 的管子 长期磨 损 ， 导致 爆管 。 处 理 措施 控制 现 场 安 装 、 维 护 质量 ， 严 格按 照技 术要求 ， 保 证锅 炉 的整体 密封 。 2 ． 4 管 系弯 曲变形 4 ＼ ／ 图 1 2一级省煤器的典型结构 图 l 2为上海 锅 炉厂 有 限公 司一 级 省 煤 器 的 典 型结 构 ， 目前 已投运 的 1 3 5 ～ 1 5 0 MW 循 环 流 化 床锅 炉 包 含 印 度 项 目 均 采 用 上 述 结 构 。该 结 构纵 向采用 管 夹定 位 ， 横 向则 采取 钢 板 和 管 夹 焊接 ， 形成 大 框 架 结 构 ， 同 时 每 组 管 系 的上 下 各 二排 还 有 小 钢 条 横 向布 置 。 该 结 构 的 目的 就 是 让整个 一 级 省 煤 器 管 系 能 有 一 定 刚 度 ， 结 构 合 理 ， 让烟气 能 均 匀 分 布 ， 在 正 常 运 行 中保 持 相 同 间距 ， 不偏 移 ， 不摆 动 ， 见 图 1 3 。 图 1 3 省煤器管系分布 图 原 因分 析 从 现 场 省 煤 器 管 系 照 片 看 来 ， 局 部 管子 或 已贴 紧或 分 开很 远 ， 这 两 种情 况 的产 生 都 是 因为 管 系 的定 位 不 能满 足 技 术 要 求 。管 系 定 位正 常 时 ， 自上 而 下 的烟 气 ， 经 过 第 一 排 管 子 带防磨 罩 后 转 向均 匀进 入 下 降通 道 ， 基 本 不 会 冲刷第 二 排 和 第 三 排 管 子 的 。但 当管 系定 位 不 准 ， 流经第 一 排管 子 的 烟气 将 冲 刷下 面通 道 中 突 出的管子 ， 速 度也 会增 加 ， 导 致 管 系 的磨 损爆 管 ， 见 图 1 4 ～ 1 5 。 图 l 4检修前省煤器状况 ， 『 1 、 ’ I 『 厂 、 、 图 1 5 省煤器磨损点 分析 处 理措 施 逐 片抽 出弯 曲 管 屏 ， 在 地 面 进 行 矫 正 ， 对 无 法矫 正 的管 屏 进行 更 换 。此 项 工 作 量 大 ， 但 在机 组 运 行 了近 两 年 的 情 况 下 ， 又 必 须 处 理 。同时控 制 现 场 安 装 、 维 护 质 量 ， 严 格 按 照 技 术要求 ， 校 正 各管 系 问横 向 纵 向 间距 ， 保 证 锅 炉 结 构 的均匀 性 。 管屏 现场 存 放 措 施 管 屏 必 须平 整 摆 放 ， 分 别在 两端 和 中部垫 放 等高枕 木 。 3 二级省煤器 3 ． 1二 级省 煤器 区域 包覆过 热器磨 损 两层 阻 流 板 周 圈 的包 墙 过热 器 约 7 0 管 子 被 磨损 。磨 蚀程度 最 深 的约 3 mm， 未发 现 磨破 ， 见 图 1 6 ～ 1 7 。 “ 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅 炉 技 术 虱 l 6 二 级 省 煤 器 磨 损 情 况 1 訇 1 7 二级省煤器磨损情况 2 嗣1 8 二级省煤器磨损分析 原 因分 析 从 图 1 8可 以看 出 ， 对 省煤 器 阻 流 板与包 覆过热 器 的焊接 要求 见划 圈 工地 焊 接 ， 3 mm 的 角 焊 缝 。此 处 磨 损 的 主 要 原 因 在 于 现场安装未按 图纸要求施工 ， 实行密封焊 ， 以至 于 从边 壁细 小 的空隙 漏过 烟气 ， 磨损 壁面 。 处理 措 施 严 格按 照 图 纸 技 术 要 求 ， 对 不 合 格 的密 封焊 接进 行重 新 补 焊 ， 保 证 阻流 板 和 包 覆 过 热器 的密 封 。 3 ． 2 二级 省煤 器上 端 管子磨 损爆 管 二级 省 煤 器 上 层 第 二 、 三 片 管 屏 ， 右 起 第 十 六件管屏邻 中隔墙一端从 上起第二 、 三、 四根 管 子磨 损 。2 0 1 2年 4月 1日 3号 锅 炉 因 二级 省煤 器 管子泄 露 停 炉 ， 问 题 位 置 在 左 侧 第 三 片 ， 从 上 起第 二 、 i根 管子 。2 O 1 2年 5月 3日 4号锅 炉二 级 省煤器 上 层 左 起 第 三 片 管 屏 再 次 出 现 上 述 问 题 ， 泄 出给水 冲蚀 了第 四 、 五 片管 屏相邻 弯头 。 第 4 5卷 图 1 9二级 省煤 器 现 场 磨 损 情 况 哥 2 O切割更换的省煤器弯管段 原 因分 析 由于 省 煤器 阻 流 板 与 包覆 墙 的焊 接 没有 达到 技术 要求 ， 由 于存 在 间 隙 产 生 了不 规 则 射流 ， 冲 刷 到 二 级 省 煤 器 管 屏 端 部 ， 造 成 部 分 管 子被 磨损 问题 。 处 理措 施 严 格 按 照 图纸 技 术 要 求 ， 对 不 合 格 的密 封焊 口进 行 补焊 ， 保 证 阻 流 板 和包 覆 过 热 器 密封 。 3． 3 穿墙密 封盒 根 据 图 2 2后 烟 井 上 的所 有 穿 墙 盒 内都 要 浇 灌高强度耐火浇注料 ， 但检查发现密封盒内是空 的 ， 而且 密封 盒 的 焊 接 质 量 很 差 ， 多 处 有 漏 焊 和 裂 纹现 象 。此 外 从 密 封 盒 子 焊 接 修 补 痕 迹 和 平 台上 的 旧磨损 管子 可 以 看 出 ， 此 前 该 处 已发 生 至 少 2次磨 损泄 露 。 原 因分 析 在 有 漏 焊 和裂 纹 的情 况 下 ， 整 体 密封 性不 好 ， 将 串人 空 气 。串 入 的 空 气 吸卷 烟 气 中的灰 粒 对 泄 漏 点 附 近 的 管 子 长 期 磨 损 ， 导 致 爆管 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 徐 文军 ， 等 1 3 5 Mw 循环流化床锅炉省煤器磨损爆管原 因分析及解决措施 3 9 图 2 2 穿 墙 密 封 盒 分析 处理 措施 控 制 现场 安 装 、 维 护 质 量 ， 严 格 按 照技 术要 求 ， 对 查 出 密封 焊 质量 不 合 格 或 浇 注 料 浇灌 不合 格 的密封 盒 逐 个进 行 修 正 ， 保 证 锅 炉 的 整体 密封 。 4 结 语 通 过 对 一 级 省煤 器 和二 级 省煤 器 频 繁 爆 管 位置 和原 因分 析 ， 认 为 现 场 安 装 质 量 把 关 不 严 ， 设 备调整 不 到 位 是 造 成 省 煤 器 磨 损 爆 管 的 主 要 原 因 。为此 ， 采 取 以 下 针 对 性 的 整 改 措 施 ， 取 得 了 良好 的效果 1 将 弯 曲严 重 的 省煤 器 管 屏逐 片 吊 出 ， 在 地 面进行 矫 正 ， 对 变 形 严重 的管 屏 进 行 更换 。再 次 吊装 时严格 控制 管 屏 间距 ， 安装 时注 意 消 除 应 力 影响 ， 保证 锅炉结 构 的均 匀性 。 2 省 煤器 围管 和密 封盒 等 的密封 焊质 量 是 导致 省煤 器爆 管 的重 要 原 因 ， 现 场对 密 封 焊 质 量 进行 了仔 细 检 查 ， 对 不 合 格 焊 缝 全 部 进 行 补 焊 。 在 以后安 装 过程 中应 充 分 重 视此 问题 ， 避 免 类 似 问 题发生 。 3 对 于二 级 省 煤 器 ， 阻 流 板 与 包 覆 墙 的 焊 接不 合格 ， 由 于 间 隙 产 生 了不 规 则 射 流 ， 冲 刷 到 二级 省煤 器 管屏 端部 ， 造 成部 分 管 子 被 磨损 。经 过 此 次 修 正 后 连 续 运 行 一 年 以 上 未 出 现 类 似 问 题 。 参 考文献 [ 1 ]岑可法 ， 倪 明江 ， 等 ．循环 流化 床锅 炉 的理 论设 计 与 运行 [ M] ． 北京 中国电力出版社 ， 1 9 9 7 ． E 2 ]章 丽虑 ， 董吉原 。集箱管接角焊缝缺 陷浅析及返 修处理[ J ] ． 无损检测 ， 2 0 1 1 6 ． [ 3 ]DI ／ T 8 6 9 2 0 0 4 ， 火力发 电厂焊接 技术规程 [ s ] ．北京 中 国电力 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 4 ]樊 泉桂 ， 阎维平 ．锅炉原理[ M] ．2版 ．北京 中国电力 出版 社 ， 2 0 0 4 ． E s ]吕俊复 ， 岳光 溪 ， 张建胜 ， 等 ．循 环流 化床 锅炉运 行 与检修 [ M] ．2版 ．北京 水利水电出版社 ， 2 0 0 5 ． E c o n o mi z er Tu b e L e a k a ge An al y s i s a n d So l u t i o n f or 1 3 5 MW Ci r c ul a t i n g F l u i di z e d Be d Boi l er xu W e n j un ’。 SHEN Yi n ge n ，LI U Rui hu a 1 ． Sh a ngh a i El e c t r i c Po we r Ge n e r a t i o n Gr ou p En gi ne er i ng Comp a ny，Sh a ngh a i 2 01 61 2，Chi na； 2．Sha n gha i Bo i l e r W o r ks Co ．，Lt d．，Sh a ngh a i 2 0 02 45， Chi n a Ab s t r a ct Us e 1 3 5 M W Ci r c ul a t i ng Fl u i di z e d Be d bo i l e r e c on omi z e r t ube l e a ka g e a s a e x a m p i e ，a n a l y s i s t h e s i t e we l d i n g a r e a ，f u r n a c e f o u r C o r n e r f u r n a c e t o p a r e a e r o s i o n i n d e t a i l ， a nd pr ov i de t h e r e s o l ve p l a n a s p e r a na l y s i s r e s u l t ，t he pe r f o r ma n c e me e t t h e r e qu i r e me n t a f t e r i m p l e me n t t h e r e s o l v e p l a n．Thi s a na l y s i s r e s u l t i s wor t h r e f e r e nc e f o r Ci r c u l a t i n g Fl ui d i z e d Be d bo i l e r t ub e l e a ka g e ． K e y w or ds Ci r c ul a t i ng Fl ui d i z e d Be d b oi l e r ； e c on o m i z e r t ub e e r os i o n； we l di ng q ua l i t y 声 明 作 者 向 本 刊 所投 稿 件 一 经 录 用 ， 则 该 论 文 的 著 作 权 使 用 权 包括 并 不 仅 限 于 印 刷 版 、 光盘版和 网络版等 各种使 用 方式 视 为 自动转 让给 本-T q 。本 刊 已被 国 内有关数 据 库收 录 ， 支付作 者的稿 费 已包含 著作 权使 用 费。如作 者不 同意论 文被 收 录， 请 在投稿 时向本 刊 声 明 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m