（同煤大唐塔山第二发电限责任公司 山西大同 037000）
摘要：对660MW超临界直流炉在锅炉检修后遇到的水冷壁爆管问题进行研究分析，并采取措施予以解决。对该类型机组的运行特点、检修质量验收把关、运行控制、事故处理进行了总结。供同类型机组参考。
关键词：燃煤电厂；四角切圆；浇注料；垂直水冷壁
一、引言
山西省大同市某电厂2台660MW超临界直流锅炉（#3、#4机组）均于2016年底建成投运。锅炉采用四角切圆燃烧器，燃用低硫烟煤，设计煤种 St，ar 质量分数为 0.36%，低位发热量 Qnet，ar 为 17.74 MJ/kg。两台机组分别于2017年11月30日、2018年1月8日进行了C级检修。#3锅炉连续运行2328 h后于2018年4月28日停机检查过程中发现后墙水冷壁管大面积磨损。#4锅炉连续运行2784 h后于2018年6月18日发生水冷壁管爆管泄漏被迫停机。作者和同事们利用停炉检修机会深入现场、进入锅炉炉膛内部勘察、分析、同时调取DCS运行数据发现了两台炉水冷壁管磨损、损坏原因并通过专题讨论会采取了应对措施有效地防止了水冷壁管的再次损坏。
二、锅炉设备概况
两台锅炉均为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的 HG-2192/25.4-YM16型660MW烟煤超临界锅炉。该锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行大气扩容式启动系统的直流锅炉、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、紧身封闭布置的π型锅炉。
锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入一级过热器中，然后再流经分隔屏过热器和末级过热器。
燃烧器按照四角切圆布置，采用了水平浓淡燃烧器与分离式燃尽风（SOFA）相结合的低NOx技术。为了削弱炉膛出口烟气的残余旋转，减小由于切圆燃烧引起的炉膛出口烟温偏差，SOFA燃烧器可进行±12°的水平摆动。
三、现场勘察分析
#3锅炉C修后连续运行2328 h于2018年4月28日停机检查过程中发现后墙后水冷壁悬吊管大面积磨损。后水冷壁悬吊管共计86排，每排自前向后共计4根，总计344根，材质15GrMoG，管径为42*7，标高为65米，水冷壁管磨损量见下表：通过该表发现炉右侧磨损比炉左侧磨损严重。
现场勘察发现磨损部位集中在后悬吊水冷壁管根部，同时发现部分水冷壁管根部区域浇筑料都有不同程度的损坏见下右图。但从管排壁厚测量数据看浇注料未脱落区域也发生了不同程度的磨损，看来浇注料脱落不是水冷壁管磨损的主要原因。笔者与同事们再次进入炉膛内对水冷壁管根部进行详细检查，剥离积灰后发现后悬吊水冷壁根部区域被积灰盖住的防磨瓦，经测量防磨瓦离浇注料底面高度均小于10cm。见下左图：
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笔者与设备部专业人员带着疑问查阅了相关施工图纸。经查阅浇筑料设计高度是 200 mm，第1排管防磨瓦高度1650mm，第2、3、4排管防磨瓦高度390mm。由于施工人员失误将浇注料增高致 380mm将后悬吊水冷壁管防磨瓦部分覆盖，导致后悬吊水冷壁管第2、3、4根（从炉前到炉后）防磨瓦高度不足，直接导致水冷壁磨损加剧。
#4炉于2018年6月18日C修后连续运行2784h由于水冷壁管泄漏被迫停机。锅炉发生泄漏时炉膛负压突升至205Pa，引风机电流由262A突升至287A，左右侧烟温无明显变化，四管泄漏装置12个测点报警，四管泄漏见下图：由于泄漏量较大从发生泄漏报警后8小时#4炉被迫手动打闸停机。
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#4锅炉停炉后笔者与设备部、维护部专业技术人员进入炉膛进行了详细的检查勘察，经检查发现水平烟道水冷壁后悬掉水冷壁管爆破7根。通过爆口形状、位置判定右数第17排第4根为爆破初始位置，其它6处泄漏点为冲刷所致。同时发现该处根部浇筑料也发生脱落，#3炉相同的是第2、3、4根防磨瓦高度均小于100mm 见左图：
经测量#4炉后悬吊水冷壁管也不同程度地发生了大面积磨损，浇注料脱落区域水冷壁管磨损最为严重。
4．锅炉后悬吊水冷壁大面积磨损、水冷壁管发生爆管泄漏原因分析：
（1）两台炉C修期间修补后悬掉水冷壁管根部浇注料时未按图纸施工，人为将浇注料提高到380mm，将第2、3、4排管防磨瓦覆盖，导致后悬掉水冷壁管无保护直接受烟气冲刷、磨损。
（2）#4炉后水冷壁右数第17排第4根管爆管处根部浇筑料脱落，浇筑料脱落导致该处风速增加、磨损加快，直接导致水冷壁管磨损爆管。
（3）炉膛出口烟气的残余旋转使炉右侧烟速高于左侧烟速，因此右侧磨损量高于左侧磨损量。
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5．应对防范措施
（1）浇注料浇筑，防磨瓦安装、固定严格按照施工图纸、工艺进行施工。
（2）将后悬掉水冷壁管防磨瓦增高，恢复到设计高度390mm。
（3）为了减小炉膛出口烟气的残余旋转，将分离式燃尽风进行水平摆动调整。
（4）加强锅炉受热面超温管理，尤其在投入ACE期间。
（5）水冷壁泄漏后的防范措施：
① 水冷壁泄漏不严重，给水流量能够满足机组负荷需要，各水冷壁金属温度不超温，管间温差在允许范围，注意监视各受热面沿程温度和水冷壁金属温度，创造条件尽快做好停炉停机准备。
② 若泄漏严重，爆破点后工质温度急剧升高或管间温度偏差超过允许值无法维持正常运行时，应立即手动MFT，防止泄漏量增大吹损其它受热面。
③ 加强巡视检查，防止电除尘电极积灰和灰斗、管道及空预器等堵灰。
④ 停炉后，应保留送、引风机运行，待不再有汽水喷出后再停止送、引风机运行。
6．结语
本文研究结果表明预防锅炉后悬掉水冷壁磨损、爆管应从两方面着手进行解决：首先运行人员应通过降低煤粉细度控制飞灰硬度、适度降低过量空气系数控制烟气量、通过燃烬风摆角控制左右侧烟气偏斜、烟温偏差以减轻锅炉受热面局部磨损。其次检修人员在检修过程中应按图施工、并利用大小修对受热面防磨瓦进行检查，防止防磨瓦失去作用。再者受热面迎风面应作防磨处理，加装防磨瓦或作防磨喷涂可有效防止后悬掉水冷壁磨损、爆管的再次发生。
参考文献：
[1]哈尔滨锅炉厂2×660MW锅炉运行说明书
[2]哈尔滨锅炉厂2×660MW锅炉安装说明书
[3]同煤大唐塔山第二发电有限责任公司集控运行规程
作者简介：
王利峰：男 山西交城人，工程师 锅炉运行主管。