超超临界锅炉防磨防爆技术措施完整版.docx

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超超临界锅炉防磨防爆技术措施完整版

编号：

TQC/K171

超超临界锅炉防磨防爆技术措施完整版

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【适用制定规则/统一目标/规范行为/增强沟通等场景】

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超超临界锅炉防磨防爆技术措施完整版

下载说明：

本解决方案资料适合用于解决各类问题场景，通过提出的方法与对策来应付，常见种类如计划方案、设计方案、施工方案、技术措施，本质是人和产品之间建立可触达的桥梁，实现匹配问题，修正问题，预防未来出现同类问题。

可直接应用日常文档制作，也可以根据实际需要对其进行修改。

　　针对超超临界锅炉可能发生的四管泄漏型式与原因，可以对不同型式的爆管采取以下措施。

　　1.节流孔堵塞

　　为防止节流孔堵塞，必须在锅炉选型、制造控制、安装、调试、运行与维护中采取以下措施。

　　1.1. 选型

　　在锅炉选型时应尽量要求锅炉厂少设计节流孔调节阻力的结构。

如果必须设计应控制节流孔尺寸不能过小。

安装节流孔的换热管应设计在集箱上部进汽，减少杂物进到节流孔的几率。

节流孔结构尽量不采用节流短管结构，可以考虑在集箱开孔时平衡换热管阻力。

在水冷壁进口处安装节流孔时，应将集箱出水口设计在上部，宜在集箱端部设置捕积杂物的结构。

　　1.2. 制造控制

　　制造检验时应注意清理干净加工杂物与屑末，清除干净锈皮、焊渣。

按工艺要求进行防腐保护和密封。

在运输与储存过程中注意按要求储存和密封。

　　1.3. 安装

　　在安装过程中注意清除干净制造遗留的杂物和内壁氧化皮，对锅炉系统及其附属系统应按设计要求进行处理。

该防腐应防腐，该保护应进行保护，该酸洗的应该进行酸洗。

防止处理不当引起管道内积聚杂物和锈皮、氧化皮等。

在安装密封时应注意检查管道内杂物清理状况，尽量降低系统内积存杂物的可能。

　　1.4.调试

　　在调试过程中应改善锅炉冲管效果，对于有节流孔结构的锅炉不宜完全采用稳压冲管的方式，建议采用降压冲管或稳压冲管与降压冲管结合的方式，增大冲管系数，提高冲管质量。

在每阶段冲管结束后打开有节流孔的受热面进口集箱，对积存的杂物进行人工清理。

　　1.5.运行

　　在运行过程中加强对壁温监测，尽早发现节流孔堵塞现象。

　　1.6. 维护

　　在锅炉检修时对节流孔及其进口集箱进行检查与清理，重点检查联箱和管道的盲端等死角区域。

同时对节流孔结构受热面上游的受热面出口集箱进行清理。

增加换热管壁温测点，增加堵塞后能被发现的可能。

如果某个受热面堵塞过多时可考虑在进口集箱进汽管安装滤网，并对滤网定时清理。

　　2.氧化皮脱落

　　对于氧化皮脱落主要在设备选型，运行与维护上采取以下措施。

　　2.1.设备选型

　　在设备选型上主要是审核锅炉厂高温受热面材料设计是否合适，在选用高温受热面管材时除考虑高温强度、材料组织与性能变化外，还应当重点考虑材料抗高温氧化性能。

超超临界锅炉大量采用国外进口不锈钢，国内没有这方面的使用经验，国外对这些管材的使用经验也有限，没有完全掌握其各方面的性能。

其性能数据也不断修正。

对高温受热面管材选用时建议采用以下原则。

（1）对于运行经验少的管材选用时应相对保守，选用材料时应选高一个等级的材料。

（2）尽量选用国内运行经验较多的材料，少选或不选运行经验很少的新材料。

　　（3）一根换热管尽量采用二种以下的材料，不宜采用很多种材料。

　　（4）换热管内经尽量选用一致，避免过多的变径结合面造成堵塞。

　　在设计上另外一个重要方面是调温手段和旁路容量选择，从防止氧化皮大尺寸脱落的角度看，不宜选择无旁路系统。

对喷水减温器的选择特别应注意其漏流问题，不能选择漏流量大的减温水调节阀（不论在高压或低压）。

　　2.2.运行

　　在运行中防止氧化皮大尺寸脱落是减少氧化皮堵塞最重要的环节。

我们在2003年就提出了一些措施，今天我们看到很多电厂都采取了类似的措施来防止氧化皮堵塞。

（1）在锅炉停炉时应避免锅炉快速冷却，降低换热管壁温降低速率。

同时避免在低负荷投用减温水。

（2）在锅炉启动过程中尽量早地投用启动旁路，缩短换热管内“U”型弯内积水的蒸干温升时间。

　　（3）在冲转和初始升负荷期间，采用带旁路启动，尽量建立较大的主蒸汽流量，同时提高冲转及并网时蒸汽参数。

　　（4）在刚并网时，减小机组升负荷速度，降低主蒸汽温度升温速率。

防止主蒸汽升温过快影响汽轮机运行安全而在很低负荷时投用减温水。

　　（5）注意在机组开始升负荷时应保证蒸汽流量的同步增加，避免出现蒸汽流量不增加，蒸汽温度快速增加的现象。

　　（6）在第一次投粉时，尽量减少磨煤机初始给煤量，同时减慢磨煤机给煤量增加的速率，减缓机组升负荷速度。

　　（7）开始投减温水降温时，应严格控制减温水流量，控制屏过与高过进口汽温有一定的过热度。

如果减温水调门漏流量大，必须避免在低负荷时投用减温水。

　　（8）建议首次投用减温水时，尽量投一级减温水，不要同时投一级减温水与二级减温水。

　　（9）若开始投减温水时减温水量难以控制，建议增加容量小、低蒸汽流速状况下雾发好的启动旁路减温器。

　　（10）建议每次启动时，带负荷至机组一半负荷时，应保持一段时间采用低参数振荡负荷运行方式。

之后较长时间运行在2/3~3/4 负荷区，并采用大流量、低参数运行方式，最好蒸汽流速能超过满负荷运工况；由于氧化皮的堵塞是一个亚稳态结构，扰动有可能将这种亚稳定状态破坏，可以在此负荷范围内采用蓄压变负荷或者同时采用调节旁路等措施，采用较大流量扰动等类似冲管方式冲洗换热管内可能存在的氧化皮搭桥现象。

　　（11）建议增加锅炉高过、屏过与高再等高温受热面出口壁温监测点，防止运行中换热管超温，同时也能使换热管堵塞现象尽可能多地被监测到。

　　（12）在运行过程中加强壁温监视，做好燃烧调整工作，减少高温受热面换热管的壁温偏差。

防止个别换热管超温运行，内壁氧化皮生成速率大大加快。

　　（13）特别提醒的是在机组抢修事故时应注意氧化皮脱落问题。

应注意控制锅炉蒸汽温降速率；维持正常的闷炉时间，不能过早进行通风冷却。

防止因抢修一次事故引起另外的一次或多次事故。

　　2.3. 维护

　　在维护过程中主要是检测内壁氧化皮厚度和氧化皮脱落后堆积状况，清理堵塞在换热管内的氧化皮，同时维护好壁温测点与减温水调节阀门。

　　3.水冷壁、包覆管鳍片焊缝拉裂泄漏

（1）制造厂鳍片焊缝端部检查发现存在裂纹、未熔合和深度大于等于0.5mm 的咬边及其他易引起应力集中的尖锐缺陷，均需打磨补焊，并采取圆滑过渡处理。

（2）考虑在安装鳍片和制造厂鳍片交接部位的鳍片中部开膨胀缝，安装补板侧开至一半位置，端部需打止裂孔，制造厂鳍片管中间安装拼缝如已开裂，可不补焊，否则建议开膨胀缝，为防止裂纹向管子延伸，可继续在膨胀缝前端磨出导向槽。

　　（3）检查修复溢流水箱及平衡水箱。

防止水位过低。

选型时尽量选用捞渣机等连续出渣方式。

　　（4）适当缩短出渣时间，防止出现堆渣现象；可在下弯头区域的鳍片上加装测温元件，控制使渣斗内热负荷不至于过高。

　　（5）使用恰当的固定方式在渣斗上部的宽鳍片管表面加装保温浇注料，使其不易损坏和大面积的剥落。

　　对于渣斗水封板吊耳焊缝拉裂应采取以下措施

　　（6）对弯头等密封焊缝端部、吊耳板拼接处，检查发现裂纹或咬边等及时消缺。

　　（7）吊耳板拼接焊缝凡采取不开坡口单面焊的，均需采取双面焊或单面全焊透形式。

　　（8）检查水封板与吊耳间螺栓连接处是否存在卡涩现象，腰形孔预留膨胀间隙是否足够。

　　（9）最好对水封板吊耳与水冷壁的密封连接方式进行改造，尽量不要直接与水冷壁管进行焊接。

　　4.异种钢焊接接头早期失效

（1）首先在设计上，尽量避免使用奥氏体和铁素体类钢的异种钢焊接接头，确实无法避免时，应尽量使异种钢焊接接头位于低应力区。

（2）建议在今后异种钢接头的焊接严格按规范要求操作，确保根部焊接质量。

　　（3）建议TP347H/T91异种钢接头应严格按工艺要求进行焊后热处理。

热处理一般应先冷却至100℃左右，然后进行760℃左右的高温回火。

　　（4）提高异种钢焊接接头对未焊透、咬边等缺陷的验收要求。

建议新建机组异种钢接头在安装前应扩大无损检测抽检比例，重点检查焊缝熔合线及根部焊接缺陷。

　　（5）针对异种钢接头容易发生早期失效的特点，异种钢接头在运行一段时间后应列为检查重点。

可采用100%宏观加10%射线或超声波检测的检查比例。

　　5.不锈钢温度测点焊缝频繁开裂

（1）在现场能够进行热处理的条件下，应尽量选用与母材相近的焊接材料进行施焊。

因此，从焊接角度上考虑，为保证焊接接头的组织与性能，建议在今后的检修中，将不锈钢温包或管座更换为与母管同组别的材料。

（2）更换时，如原始测点结构型式为骑座式，建议采用温包与管座焊接，管座与母管焊接的接头型式进行，而不采用温包直接焊在母管的接头型式。

　　（3）对于此类异种钢焊接接头，即使采用Ni基填充金属，P91钢侧也要严格按照P91钢的焊接工艺要求进行热处理。

　　（4）加强对此类焊接接头的定期检查，对于插入式焊接结构，除进行表面无损检测外，还应采用超声波方法对焊缝坡口面积性缺陷进行监测。

　　6.再热器小R急弯弯头不等厚对接接头断裂

（1）该类型焊接接头有条件尽量全部更换；

（2）不等厚对接接头设计加工时应尽量减小焊接接头处的应力集中，如壁厚过渡区宜尽量远离焊缝。

　　（3）制造过程中应加强对内镗管子坡口实际加工尺寸的验收，严格控制内镗处管子的内径、壁厚及偏心等。

　　（4）提高焊接质量，特别是要注意打底焊道的成形控制。

　　7.集箱疏水管与放空气管积水热疲劳

（1）放空气管等小管安装布置时应充分考虑尽量缩短露天布置的长度，尽量采取回热、伴热措施，如可以考虑穿过炉顶大包箱或与蒸汽管道并行等。

（2）可以考虑在靠近集箱的合适位置设置一次门。

　　（3）运行维护上可以根据实际情况，制订定期疏水措施。

　　（4）检修时，加强对此类管座内外壁的检查，加强对此类管道的保温检查和维护。

　　（5）对发现大管道或联箱内壁热疲劳裂纹严重时，尽量采取局部更换问题管段的方法解决，如换管确有困难，才可考虑扩孔挖除严重裂纹部位，重新设计变径加强管座的办法。

　　（6）一旦发现此类问题，应考虑加强小管道的保温和伴热，必要时对管线布置进行改造。

　　8.热膨胀受限导致应力集中部位疲劳失效

（1）首先分析焊接工艺有无问题，如焊接材料是否用错，组焊时是否未预留足够膨胀间隙等。

（2）对三通焊缝裂纹位置、重复性以及结构柔性等进行分析，如出现以上案例的特征，建议对管系布置进行局部改造，如上例中可将两路疏水管汇合三通移至一两个弯头之后，以增加管系柔性。

　　（3）从增加管道柔性的角度出发，合理调整管道走向和支吊架布置。

　　（4）更换或改善管座变径部位的应力集中情况。

　　9.T91、T23材料管子安装焊接接头频繁开裂泄漏

（1）加强基建时的全面焊接质量管理，焊接质量监理到位，实际施焊时严格执行焊接工艺。

（2）加强焊接质量验收，严格控制根部过烧和未焊透缺陷。

　　（3）一旦发现存在此类焊接质量问题，应充分利用检修机会，加强宏观检查和无损探伤抽查。

　　（4）由于现场检验条件限制，不能满足100％射线检验，应采用射线与超声波相结合的原则。

　　（5）为了提高裂纹检出率，射线检验时应注意控制倾斜透照角度不宜过大。

　　六、结论

　　为了加强电厂防磨防爆工作，降低超超临界机组的四管泄漏事故，在机组选型，制造监督，调试与运行维护上采取以下措施。

　　1. 机组选型

（1）注意锅炉受热面材料选择，对使用经验较少的新材料降低一个档次使用；

（2）注意设计中尽量不要采用节流孔结构，即使选用也应限制节流孔径不能过小；

　　（3）结构中应尽量避免使用奥氏体和铁素体类钢的异种钢焊接接头，确实无法避免时，应尽量使异种钢焊接接头位于低应力区；

　　（4）对冷灰斗水冷壁采用宽鳍片结构的尽量选用捞渣机等连续出渣方式。

　　2.制造监督

（1）对容易失效的焊接必须选用科学的焊接工艺，并严格按照工艺要求施焊；

（2）加强联箱或管道与三通对接焊缝的焊接质量控制和检验；

　　（3）加强大型铸件如阀体、三通的验收检查，对重要设备最好采取驻厂监造形式；

　　（4）加强高强度钢T/P91和T23管子焊接接头的焊接质量控制和检验，采用科学的检测手段和方法；

　　（5）加强水冷壁和包覆过热器鳍片焊接质量的检查，严格控制漏焊、虚焊、过烧和咬边等缺陷，杜绝随意在管子上焊接承力或影响膨胀的附件；

　　（6）提高设备内部清洁度的控制要求，原材料内壁应清洁，注意防止储运过程中长期露天放置导致设备内部生锈，制造过程中对钻孔、切割、打磨等工序结束后均应进行清理。

　　3.安装

（1）应注意对安装焊接工艺的审查，确保严格按照工艺要求施焊；

（2）对易失效结构进行重点检查，按要求的方法与手段进行检验，检验时应注意方法的有效性；

　　（3）加强机炉外管道安装时的管线布置的现场审查，注意保证管系的柔性及注意防止疏水水位过高或冷凝水回流导致高温部件产生热疲劳；

　　（4）加强对安装验收，并对设计合理性进行审查，防止出现很不合理的设计通过验收。

　　（5）注意检查清理制造和输运储存过程遗留的杂物，在安装过程中对钻孔、切割、打磨等工序结束后均应进行清理，联箱封口前应履行内部清洁度验收手续。

　　（6）注意对锅炉系统的处理，该防腐应防腐，该保护应进行保护，该酸洗的应该进行酸洗。

防止处理不当引起管道内积聚杂物和锈皮、氧化皮等。

　　（7）在安装时加强锅炉保温检查，特别是集箱疏水管及放空气管等容易发生积水的小管道。

　　4.调试

（1）对有节流孔结构的锅炉建议采用降压冲管或稳压冲管与降压冲管结合的方式，增大冲管系数，提高冲管质量；

（2）超（超）临界锅炉需酸洗、冲管结束及首次试运行（注：

锅炉首次启动最好不要带满负荷）后应对联箱和节流孔处进行检查。

并注意对系统内焊渣、泥沙、金属碎屑类杂物的清理。

　　5.运行

（1）应加强超温管理。

监督超温预防和控制措施的落实情况，切实做好金属超温情况的统计分析工作；

（2）应进一步关注锅炉汽水品质以及炉管结垢情况，防止大面积应力腐蚀等缺陷产生危害设备运行安全；

　　（3）做好燃烧调整，降低锅炉烟气温度分布偏差。

降低受热面壁温偏差；

　　（4）控制锅炉升降负荷速率，防止受热面壁温发生大幅度波动和瞬间波动。

加强蒸汽温度控制，防止很低负荷时投用碱温水。

　　6.维护

（1）对易失效的部位、焊接接头和结构加强检查，选择有效的检测手段和方法；

（2）加强对内壁氧化皮厚度和氧化皮脱落后堆积状况的检查；

　　（3）加强对有节流孔结构的受热面进口集箱及其上游出口集箱检查与清理，加强对小直径节流孔处杂物检

　　查；

　　（4）加强壁温测点维护，保证运行人员监视需要。

　　（5）加强锅炉受热面，集箱及相关管系的膨胀检查，防止膨胀不畅发生拉裂。

　　（6）加强受热面防磨防爆检查，尽早暴露缺陷，减少泄漏和爆管损失。

　　（7）做好设备改造，提高设备安全水平。