李昌昌、李建华、吴泽、冉梦刚
(华能渑池热电有限责任公司,河南三门峡472400)
摘要:针对某电厂350MW机组锅炉等级检修尾部烟道受热面检查中发现的吹损情况进行原因分析,结合蒸汽吹灰器设备技术特点、设备管理、吹灰频率和机组实际运行情况,提出校验并下调吹灰器压力与吹灰频率,根据受热面吹损情况加装护瓦,在保证机组热效率的情况下,有效避免受热面吹损。
关键词:锅炉;尾部烟道;吹损;吹灰器;防护
1.前言
某电厂350MW锅炉炉型是HG-1164/25.4-YM1型,为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉。本锅炉采用π型布置,单炉膛,尾部双烟道,全钢架,悬吊结构,燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。机组等级检修期间尾部烟道多处受热面发现减薄超过2mm的吹损情况,管子减薄情况超标,严重威胁到机组安全稳定运行。吹损是引起受热面管道减薄的重要原因,一般情况下,管道上的防磨护瓦可有效避免管道受到蒸汽冲刷减薄,但由于部分蒸汽流场混乱区域未加护瓦,导致吹损的发生。检修人员制定一系列防护措施,有效避免受热面吹损加剧,对吹灰器吹损受热面的情况进行综合分析,对防护措施进行汇总改进。
2.吹灰器设备简介
蒸汽吹灰是利用高温高压蒸汽经旋转喷头高速喷出,冲刷受热面,吹掉受热面上的积灰,从而提高受热面传热效率。蒸汽吹灰器由上海克莱德贝尔格曼机械有限公司生产,其中长伸缩吹灰器(PSSL/C型)布置于尾部烟道,原吹灰压力:0.8-1.5Mpa;行程:7670mm;转速:22.36 r/min;吹灰管移动速度:2012mm/min。
3.受热面吹损情况介绍
2018年#1机组C修时发现,吹损主要集中于尾部烟道吹灰器通道水平管第一排与悬吊管交接处,悬吊管(15CrMoG)两侧可摸到明显减薄的棱形,减薄最严重处测厚减薄2mm,其他位置未见吹损痕迹。
2020年#2机组临修时发现,尾部烟道,低温过热器、低温再热器第二、三层吹灰器通道上方蛇形管排(15CrMoG)第二、三层存在明显吹损棱形,测厚普遍减薄1mm;前后包墙防磨瓦缝隙焊缝吹损减薄,表面呈亮蓝色。
2020年#1机组C修时发现,省煤器层吹灰器通道下方鳍片管(SA-210C)与烟气导流板交界处吹损减薄严重,有明显凹坑,卡尺检测普遍减薄2mm;包墙管下方与导流板接触处护瓦存在缝隙,有轻微吹损现象。
4.吹损原因分析
尾部烟道吹灰器通道中悬吊管与受热面管排之间存在一个较小的缝隙,蒸汽吹扫时该处流速更高,并且处于垂直状态的悬吊管受到蒸汽吹扫时,是典型的圆柱扰流情况,所以相较于受热面水平管,悬吊管此处更容易受到吹损减薄,并且此处无防护,距离吹灰枪管较近,所以逐渐受到吹损减薄。
尾部烟道吹灰器通道中受热面上方蛇形管排第二、三排未加防磨瓦,吹灰蒸汽喷射第一层管防磨瓦时防护区域有限,二三层被蒸汽直吹,部分管排造成吹损。通道包墙管受到蒸汽直吹焊缝处明显观察到吹损减薄至亮蓝色。机组启动后,吹灰器提升阀处架设压力表测量,被吹损管排通道吹灰压力偏高。
省煤器吹灰器通道下方鳍片管与导流板交接处,鳍片管护瓦安装时未加装到位,导致护瓦短,蒸汽吹灰时,未加护瓦处受到蒸汽直吹严重。
让管第一排管子加装护瓦,后方三排无防护,蒸汽流经第一层护瓦导流或通过缝隙直吹管子。另一机组相同位置,未观察到明显吹损痕迹;部分区域护瓦防护不到位,存在缝隙,距离吹灰器枪管较近时会受到吹损减薄。
5.整改与预防方案
通过上述分析可以看出来,在机组初期运行过程中初期吹灰器的频繁投运、吹灰压力偏高是导致受热面管子吹损减薄的重要原因;后期吹损主要发生于蒸汽流直吹并未加装防护或加装不到位区域。
加强吹灰器的检修维护,防止吹灰管道阀门和提升阀内漏;严格执行锅炉吹灰期间工作人员跟班制度,防止吹灰器长时间卡涩,烧断吹灰器枪管或吹灰蒸汽吹损受热面;定期检验吹灰器的吹灰蒸汽压力,并根据实际情况相应调整。有能力的电厂在吹灰器提升阀处安装压力表,以便随时跟踪监测,结合受热面积灰监测情况,将发生吹损部位的吹灰器提升阀后吹灰压力适当调低,适当减少吹灰频次。经过厂家核算,在保证吹灰枪管的足够冷却与受热面吹扫效果的情况下,我厂降低吹灰压力,将尾部烟道吹灰压力由0.8-1.2Mpa,降至0.4-0.6 Mpa;短吹压力由0.8-1.0 Mpa,降至0.4-0.5 Mpa;吹灰频率由两天一次降至一星期两次。
检修时对已吹损位置管子壁厚减薄情况进行长期跟踪监测,通过减薄情况判断是否加装防护,并且考虑吹损位置加装防磨装置难易程度。在护瓦安装时应特种注意安装工艺,焊接过程中避免直接接触受热面管子,尽量避免在新安装区域留下较小的缝隙。
为避免上述三个位置进一步吹损,通过对现场吹损情况检查,提出了以下解决方案。针对悬吊管吹损,在悬吊管与水平管上下交接处防磨瓦上焊接L形护板(15CrMoG),与上下水平管紧密贴合,避免吹灰蒸汽直吹悬吊管,高250mm,长150mm,宽度为两个管排间距;在吹灰通道上方蛇形管排第二层、让管和包墙处管子吹损严重更换后加装防磨瓦,保护管子避免吹损;省煤器鳍片管吹损部位补焊打磨后补加水平5mm宽的钢板(15CrMoG)。避免吹灰蒸汽直吹;在包墙管护瓦防护存在缝隙的根部,可以补充浇注料遮盖缝隙,防止受到蒸汽直吹,并在外部加装固定护板,用以保护浇注料。
6.结论
(1) 机组运行过程中吹灰器的频繁投运、吹灰压力偏高是导致受热面管子吹损减薄的主要原因。
(2)吹灰通道中易受到蒸汽直吹的受热面管子部位无防磨瓦或其他防护装置是管子吹损的直接原因。
(3)加强吹灰器设备巡检维护,吹灰器检修后及时进行压力检查中整定,防止吹灰压力过高吹损管子。
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作者简介:李昌昌(1994-01),性别:男,民族:汉族,籍贯:甘肃会宁,职称:工程师,学历:本科,单位:华能渑池热电有限责任公司,研究方向:电站锅炉设备可靠性管理。单位所在省市邮编:河南三门峡472400