高建峰

600MW機組鍋爐尾部受熱面管排出列變形原因分析及解決措施

高建峰

高建峰

南陽天益發(fā)電有限責(zé)任公司

高建峰，男，河南南陽市人，目前從事火電廠生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

南陽天益發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW發(fā)電機組，鍋爐為東方超臨界參數(shù)變壓直流爐。投產(chǎn)以來，鍋爐尾部受熱面管排出列變形嚴(yán)重，影響機組的安全和穩(wěn)定運行。近年來，通過進行分析摸索并采取一些技術(shù)改造措施，此問題得到了有效解決。

南陽天益發(fā)電有限公司二期工程裝設(shè)二臺東方600MW汽輪發(fā)電機組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型鍋爐，型號DG1900/25.4-Ⅱ4型。水汽系統(tǒng)流程為自給水管路出來的水由爐前右側(cè)進入位于尾部豎井后煙道下部的省煤器入口集箱，水流經(jīng)省煤器受熱面吸熱后，由省煤器出口集箱右端引出經(jīng)下水連接管進入螺旋水冷壁入口集箱，經(jīng)螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、中間混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后進入水冷壁出口混合集箱匯集，后經(jīng)引入管引入汽水分離器進行汽水分離，循環(huán)運行時從分離器分離出來的水進入儲水罐，然后排往冷凝器，蒸汽則依次經(jīng)過頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過熱器、屏式過熱器和高溫過熱器。進入直流運行時全部工質(zhì)均經(jīng)過汽水分離器進入頂棚管。尾部煙道布置有低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器受熱面管排。其中低溫再熱器分為垂直管組及上、中、下三級管組布置于尾部煙道前部；低溫過熱器分為垂直管組、水平管組布置于尾部煙道后部。

兩臺機組分別于2007年12月份和2008年5月份投入運行，投產(chǎn)以來，鍋爐的尾部受熱面管排出列變形嚴(yán)重，嚴(yán)重影響機組的安全穩(wěn)定運行。

尾部受熱面管排出列變形狀況

我廠兩臺機組自投運以來，每次定修檢查均發(fā)現(xiàn)尾部受熱面管排固定卡組件存在變形松脫情況，導(dǎo)致尾部低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器管排都有不同程度的出列現(xiàn)象。低溫過熱器、低溫再熱器管排出列較多。低溫過熱器管排固定卡組件在機組投產(chǎn)初期就有變形現(xiàn)象，管排出列較多；低溫再熱器管排固定卡組件也存在變形現(xiàn)象，且管屏中部原設(shè)計沒有固定卡，管子出列較多。隨著機組投運時間增長，此情況逐步擴大，管排出列愈加嚴(yán)重，管排比較凌亂。

由于大量管子出列變形阻擋煙氣流道，造成管子沖刷磨損加劇，引起管道減薄超限爆破，影響機組安全運行。

原因分析

固定卡結(jié)構(gòu)不合理：原設(shè)計的管排固定卡組件結(jié)構(gòu)是由兩片不銹鋼板（材質(zhì)：Cr20Ni14Si2）夾持，并在管間穿插銷軸焊接固定。由于兩片不銹鋼板厚度僅有4～5mm，受熱后強度不足，容易變形，對管道夾持不牢。

加工制造質(zhì)量有缺陷：銷軸與鋼板焊接質(zhì)量不高，易脫焊。

圖2 尾部受熱面管排出列變形狀況圖片

圖3 原設(shè)計管排固定卡組件簡圖

低溫再熱器管排中部原設(shè)計沒有固定卡，管排中間部位管排固定卡組件配置不合理，管排整體夾持力度不足，管子出列較多。

由于以上原因?qū)е鹿芷凉潭ㄊ?，引起管排失去約束而散亂，管子出列嚴(yán)重。

技術(shù)改造措施

利用機組檢修機會，曾經(jīng)嘗試使用加工制作的U型固定卡及鋼管進行臨時矯正加固處理，其效果不好。

通過長期分析和摸索嘗試，對低溫再熱器和低溫過熱器的管排固定卡組件進行了優(yōu)化改造，具體改造措施如下。

將低溫過熱器中間部位原有變形管排固定卡取消，在其原固定卡位置前側(cè)500mm、后側(cè)1500mm處加裝兩組管排固定卡組件，增強管排整體夾持力度。

將低溫再熱器管排中間部位加裝一組管排固定卡組件，增強管排整體夾持力度。

優(yōu)化管排固定卡組件結(jié)構(gòu)，將原設(shè)計的平板夾持結(jié)構(gòu)改為C形曲面夾持結(jié)構(gòu)，并在管卡的外側(cè)縱向增加加強筋板。材質(zhì)改為與309S相當(dāng)?shù)腟A351- CH20，采用精密鑄造。改型后的管排固定卡組件與管子接觸面大且能緊緊夾住管子，可以增加管排固定卡組件與管道的抱合約束效果，能有效防止固定卡與換熱管間的機械磨損。提高了固定卡強度和剛度，熱態(tài)節(jié)距定位更準(zhǔn)確，可保證在高溫環(huán)境中長期使用不變形，可有效糾正管排管子出列的現(xiàn)象。

圖4 改造前的低過管排固定卡組件結(jié)構(gòu)圖

圖5 改造前的低再管排固定卡組件結(jié)構(gòu)圖

圖6 改造后低溫再熱器和低溫過熱器管排固定卡組件結(jié)構(gòu)圖

圖7 低溫再熱器管排固定卡組件改造安裝圖

技術(shù)改造實施情況

低溫再熱器管排固定卡組件改造安裝

將低溫再熱器管排吊掛牢固；

將低溫再熱器管排拉出。

拉出管排后按照受熱面檢查措施對管排檢查消缺，更換出列變形嚴(yán)重管子，并按照圖7所示在管排中間部位加裝管排固定卡組件。

低溫過熱器管排固定卡組件改造安裝

低溫過熱器管排按照上述低溫再熱器管排固定卡組件安裝方式進行更換，并將管排中間一組固定卡組件取消，在其前側(cè)500mm、后側(cè)1500mm部位（如圖8所示）分別加裝新制作的管排固定卡組件。

圖8 低溫過熱器管排固定卡組件改造安裝圖

圖9 改造后效果圖片

結(jié)語

近年來，通過以上技術(shù)改造措施的實施，解決了鍋爐尾部受熱面管排固定卡組件變形導(dǎo)致尾部受熱面管排出列問題。改造至今，管排固定卡組件牢固可靠，尾部受熱面管排規(guī)整，沒有發(fā)生管排出列磨損超限爆管事故，有效保障了鍋爐的安全可靠運行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.073