提高锅炉水冷壁可靠性的方法探索.pdf
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1、2023 年 6 月提高锅炉水冷壁可靠性的方法探索杨兴(贵州兴义电力发展有限公司,贵州 兴义 562400)【摘要】锅炉水冷壁是锅炉的蒸发受热设备袁水冷壁出现问题是导致超临界锅炉非停的主要原因袁水冷壁的可靠性将直接影响锅炉乃至整个机组的运行稳定性遥总结历次锅炉水冷壁泄漏事故情况袁深入分析锅炉水冷壁泄漏的主要部位尧泄漏原因等方面袁得出制约锅炉水冷壁可靠性的主要原因遥在此基础上袁提出针对拉裂和进异物情况的锅炉水冷壁质量管控处理方法袁并对其薄弱部位进行改造袁加强对换管过程的管控遥 2022 年4 月袁兴义电厂#1 机组超临界锅炉在检修的过程中水压试验及机组启动一次成功袁且运行近一年未发生水冷壁泄漏事
2、件袁锅炉水冷壁的可靠性得到有效保证遥【关键词】稳定性曰水冷壁曰改造曰换管【中图分类号】TK229【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2023)06-0106-031 锅炉水冷壁结构概述兴义电厂一期 2伊600 MW 机组超临界锅炉整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁,由下部炉膛水冷壁和上部炉膛水冷壁构成。下部炉膛水冷壁全部采用普通内螺纹管和优化内螺纹管,由 1 854 根水冷壁管组成 34 个回路。上部炉膛水冷壁均采用光管膜式水冷壁,由 1 830 根水冷壁管组成 18 个回路,水循环系统采用集中供水,以及分散引入、引出的方式。上部炉膛深度为 9 350 mm,下部炉膛深度为 16 55
3、0 mm,炉膛宽度为 31 813 mm,总高 54 126 mm。下部炉膛前后墙冷灰斗处水冷壁管规格为准30 mm伊5.8 mm,其他部位水冷壁管规格为 准30 mm伊5.4 mm;上部炉膛水冷壁管规格为 准28 mm伊5.4 mm。前后水冷壁的两边各分布 65 根水冷壁管,节距为41 mm,通过将节距更换为 68.35 mm,形成炉膛切角结构的翼墙水冷壁;中间水冷壁管节距为 45 mm;侧墙水冷壁管规格为 准30 mm伊5.8 mm,节距为 45 mm,下部炉膛水冷壁管材质为 SA谣213T12。水冷壁管节距为 45 mm 处的扁钢规格为厚 8 mm、宽 15 mm;节距为 41 mm 处
4、的扁钢规格为厚 8 mm、宽 11 mm;节距为 68.35 mm 处的扁钢规格为厚 8 mm、宽 38.35 m。扁钢材料为 15CrMo。2 制约锅炉水冷壁可靠性的原因锅炉下部炉膛水冷壁采用美国 ASME 标准生产的优化内螺纹管,规格为 准30 mm伊5.8 mm 及 准30 mm伊5.4 mm,通常壁厚达到 6.5 mm,具有管径小、壁厚大、阻力大的特点。在历次检修中,由于没有成套的管理标准,管内多次进入保温、铁屑、焦块、氧化铁、焊瘤等杂物,运行操作时温度控制不当导致超温,造成锅炉水冷壁超温爆管1。3 质量管控处理方法总结以往水冷壁泄漏事故得出,水冷壁泄漏主要是由拉裂或者进异物导致超温而
5、引起的。本文针对拉裂和进异物情况具体分析锅炉水冷壁的质量管控处理方法。3.1 针对拉裂情况的质量管控处理方法兴义电厂#1、#2 机组超临界锅炉自投入运行以来,锅炉总体情况良好,设备健康水平逐年提高,安全形势逐步平稳。但由于运行时间延长及入厂煤质发生较大变化(硫含量由设计值 2.6%增长至 5.0%以上),炉膛卫燃带脱落,翼墙水冷壁扁钢存在碳化及拉裂的现象,影响锅炉的安全运行。结合兴义电厂翼墙水冷壁扁钢碳化及拉裂的实际情况,经分析,拟将翼墙水冷壁管规格由 准30 mm伊5.4 mm 更换为 准38 mm伊9.0 mm,扁钢宽度相应由38.35 mm 减小为 30.35 mm。3.1.1 变径管对
6、接方案拟采用变径管对接方案对翼墙进行变径管改造,会导致两种水冷壁管拼接处的外径相差较大,内径几乎相等。水冷壁管采用优化内螺纹管,材质为SA谣213T12。内螺纹管流通内径 D1=20 mm。水冷壁管拼接处焊接形式如图 1 所示。3.1.2 翼墙水冷壁改造方案翼墙分为上下两部分,翼墙上半部分暂不更换,翼墙下半部分更换如图 2 所示。前翼墙左右两侧更换,后翼墙左右两侧暂不更换。电力信息1062023 年 6 月针对翼墙下半部分易发生拉裂的部位,将翼墙下标高 EL19 378 mm 和 EL16 845 mm 至翼墙上标高EL26 952 mm 和 EL27 874 mm 范围内的 准30 mm伊5
7、.4 mm 优化内螺纹管(SA谣213T12)更换为 准38 mm伊9.0 mm 优化内螺纹管(SA谣213T12)。水冷壁管节距为68.35 mm,保持不变。鳍片扁钢规格由厚 8 mm、宽38.35 mm 减小为厚 8 mm、宽 30.35 mm,可大幅减少鳍片热影响区,提高同等工况下鳍片的抗拉强度。对翼墙进行变径管改造可在一定程度上改善翼墙水冷壁扁钢碳化及拉裂的现象,降低翼墙拉裂的频率,减少维护工作量。但这仅从表象上缓解问题,从锅炉安全运行角度考虑,需要从根本上改善入炉煤质,降低煤中硫含量,从而减轻水冷壁高温腐蚀,改善水冷壁卫燃带脱落现象。若电厂无法改变燃用高硫煤的现状,则应着力解决卫燃带
8、脱落问题,例如,先在卫燃带区域的水冷壁管及销钉上涂覆防蚀涂料,再敷设卫燃带,提高卫燃带敷设质量。在此基础上,对翼墙进行变径管改造,消除翼墙水冷壁拉裂现象2。3.1.3 侧墙改造方案左右侧墙最外侧的 3 根管与风箱密封有关,因此不考虑更换,更换中间的 203 根管,标高为EL19 00029 700 mm,因此整体膜片高度初步定为10 700 mm。左右侧墙分别由 209 根水冷壁管组成宽度为 9 350 mm 的膜片,将膜片分成 5 个单片来组合,便于膜片的就位与安装。原现场焊缝位置标高 EL20 800 mm 和 EL33 612 mm,本次换管改造标高为 EL19 000 mm29 700
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