低再出口管爆漏原因分析及處理方法

謝贊凱

摘要：鍋爐頂部大包內(nèi)各類集箱和管子密布，因此當(dāng)大包內(nèi)管子發(fā)生泄漏后危害十分大，而且尋找爆口和處理爆口均十分困難。本文作者對(duì)該公司低溫再熱器出口管爆漏部位查找和爆口處理方法進(jìn)行了分析和描述，很大程度上提高了檢修效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，其方法值得同類機(jī)組借鑒。

關(guān)鍵詞：低溫再熱器；鍋爐；管子；焊口

某廠是“上大壓小”項(xiàng)目，2011年9月獲得國(guó)家能源局同意項(xiàng)目開展前期工作，2013年12月獲得國(guó)家能源局核準(zhǔn)同意建設(shè)，建設(shè)規(guī)模為2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐由上海鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)、制造的超超臨界變壓直流鍋爐，型號(hào)為SG2037/26.15M6010，屬單爐膛、一次再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、鍋爐采用露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。

1 事件描述

2016年8月5日15：30時(shí)左右該廠運(yùn)行值班人員巡檢發(fā)現(xiàn)1號(hào)爐大包B側(cè)靠再熱器側(cè)人孔門處有疑似蒸汽泄漏聲。對(duì)比同部位A、B兩側(cè)人孔門聲響，確定1號(hào)爐大包B側(cè)靠再熱器側(cè)確有蒸汽泄漏聲響。查看DCS“鍋爐四管”檢漏裝數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)15：50時(shí)至16：10時(shí)“鍋爐四管”檢漏裝置21號(hào)通道（大包附近）模擬量由15%突升到90%，顯示泄露報(bào)警。鍋爐本體檢修人員和熱工技術(shù)人員對(duì)檢漏裝置進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)“鍋爐四管”檢漏裝置用壓縮空氣管有漏現(xiàn)象，因此排除因壓縮空氣管泄露造成“鍋爐四管”檢漏裝置誤動(dòng)作報(bào)警。雖然1號(hào)爐“鍋爐四管”檢漏裝置21號(hào)通道泄漏報(bào)警信號(hào)不久后消失，且1號(hào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)無明顯異常。但是 1號(hào)爐大包B側(cè)靠再熱器側(cè)蒸汽泄露聲響依舊存在，檢漏裝置21通道歷史頻譜有高頻信號(hào)，且可以確定“鍋爐四管”檢漏裝置非誤報(bào)警。因此結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析可以初步確認(rèn)“鍋爐四管”發(fā)生泄漏，但是蒸汽泄露量不大。隨后1號(hào)機(jī)組開始做好停機(jī)準(zhǔn)備工作，檢修開始準(zhǔn)備停機(jī)后檢修工作。

2016年8月7日接中調(diào)通知可以進(jìn)行1、2號(hào)機(jī)組調(diào)機(jī)工作，先開啟2號(hào)機(jī)組，8日19：00 1號(hào)機(jī)組停機(jī)。8月16日爐內(nèi)溫度降至允許檢修溫度，大包內(nèi)溫度也低于40℃。檢修班組人員進(jìn)入大包檢查并未發(fā)現(xiàn)爆口，也未發(fā)現(xiàn)蒸汽泄露痕跡。由于大包內(nèi)集箱密布，管子排列緊密，雖逐一排查，但仍未發(fā)現(xiàn)泄露點(diǎn)。

2 原因分析及處理辦法

由于檢修人員通過檢查并未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，因此需要采取壓力試驗(yàn)的方式查找泄漏點(diǎn)。但是在盡可能節(jié)省檢修成本、縮短檢修工期、降低檢修勞動(dòng)強(qiáng)度的情況下應(yīng)該采用哪種壓力試驗(yàn)方式，如何進(jìn)行壓力試驗(yàn)均需要分析確定。

2.1 爆口查找方法分析

2.1.1壓力試驗(yàn)方式的確定

結(jié)合電廠實(shí)際情況壓力試驗(yàn)的方式主要有兩種，一種是水壓試驗(yàn)，一種是氣壓試驗(yàn)。對(duì)二者進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)如果采用氣壓試驗(yàn)有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）成本低。如果采用水壓試驗(yàn)需要消耗大量的除鹽水，而使用氣壓試驗(yàn)則直接使用檢修氣源即可。同時(shí)水壓試驗(yàn)還需要對(duì)除鹽水進(jìn)行加熱。

（2）效率高。采用水壓試驗(yàn)需要對(duì)鍋爐部分安全閥進(jìn)行加緊頂死，避免水壓試驗(yàn)過程中出現(xiàn)安全閥起跳影響壓力試驗(yàn)。

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度低。采用水壓試驗(yàn)需要對(duì)水壓試驗(yàn)管道的支吊架進(jìn)行處理，因?yàn)楣艿澜橘|(zhì)發(fā)生變化，管道重量會(huì)發(fā)生很大變化，因此彈簧支吊架需要進(jìn)行處理，避免出現(xiàn)管道膨脹受阻或變形嚴(yán)重。

結(jié)合以上比較分析，該廠檢修部門決定采用氣壓試驗(yàn)替代水壓試驗(yàn)查找漏點(diǎn)。

2.1.2氣壓試驗(yàn)隔離方式的確定

在進(jìn)行氣壓試驗(yàn)之前需要將再熱蒸汽系統(tǒng)隔離開來，如此才可能形成一個(gè)密閉管路系統(tǒng)，使系統(tǒng)壓力盡可能的大于大氣壓，只有這樣才能夠查找到泄漏點(diǎn)。按照鍋爐設(shè)計(jì)情況在進(jìn)行再熱蒸汽系統(tǒng)壓力試驗(yàn)時(shí)，可以將低溫再熱器進(jìn)口集箱前和高溫再熱器出口集箱后的A、B側(cè)管路上水壓試驗(yàn)管座堵板裝上，從而形成密閉管路進(jìn)行壓力試驗(yàn)。但是采用氣壓試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的壓力大約能升至0.25MPa左右，如此壓力下堵板很難在壓力下封堵死。因?yàn)槎掳鍍蓚?cè)壓差太小，造成堵板封堵不嚴(yán)密，會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)漏氣，無法達(dá)到壓力試驗(yàn)的目的。因此本次壓力試驗(yàn)的隔離方式不能夠使用鍋爐設(shè)計(jì)的壓力試驗(yàn)方式。

最后通過該廠技術(shù)人員分析決定采用汽機(jī)側(cè)隔離的方式進(jìn)行壓力試驗(yàn)，主要隔離方式如下。

關(guān)閉高排逆止閥、高壓旁路閥、低壓旁路閥、中壓主汽門以及整個(gè)管路上所有的排空門、充氮門、疏水門，僅留一個(gè)充氮門作為檢修氣源入口，如此形成一個(gè)密閉的再熱器系統(tǒng)。

2.2 爆口原因分析

通過上面分析的方法該廠成功的找到了隱秘的泄漏點(diǎn)，泄漏點(diǎn)圖片如下圖1。泄漏點(diǎn)在低溫再熱器管與低溫再熱器進(jìn)口集箱管座連接的第一個(gè)焊縫位置，焊縫根部靠側(cè)墻吊板的一側(cè)裂開約半圈。從現(xiàn)場(chǎng)看，發(fā)生泄漏的管子與旁邊側(cè)墻吊板銷軸有相抵碰現(xiàn)象，造成低溫再熱器進(jìn)口管出現(xiàn)膨脹受阻，整個(gè)管子被吊板銷頂彎直至開裂。

由于鍋爐廠設(shè)計(jì)原因，造成低溫再熱器管與側(cè)墻吊板銷軸之間的距離太小，而側(cè)墻掛板位置在鍋爐廠出廠時(shí)已確定，鍋爐廠膨脹圖中又無標(biāo)識(shí)低溫再熱器集箱的膨脹量，也未找到集箱管排與側(cè)墻吊板的距離標(biāo)識(shí)，造成安裝單位可以自行安裝。如此造成低溫再熱器出口最外側(cè)管排與側(cè)墻吊板銷軸距離太近，運(yùn)行中低溫再熱器出口集箱向外膨脹后，該管與側(cè)墻吊板銷軸相碰頂死造成焊縫拉裂。

圖1 泄漏部位照片

2.3 爆口處理方法分析

將開裂的焊縫整圈打掉后重新焊接，焊接后進(jìn)行探傷檢測(cè)。為了避免再次出現(xiàn)頂裂事故，該廠還做了以下改動(dòng)。

按鍋爐廠膨脹數(shù)據(jù)，包墻膨脹量為58mm，大包內(nèi)過、再熱器集箱膨脹量為71mm，按此計(jì)算銷軸與旁邊受熱面管最小需要距離為13mm。為此，對(duì)鍋爐大包內(nèi)受熱面吊掛裝置銷軸進(jìn)行優(yōu)化，將包墻掛板銷軸靠?jī)?nèi)側(cè)切短至離掛板平面10mm，切短后在銷軸上點(diǎn)焊代替銷軸定位銷。另外因銷軸外側(cè)的定位銷與掛板仍有一定虛位，為防止銷軸運(yùn)行中往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，銷軸的外側(cè)靠近掛板平面處也進(jìn)行點(diǎn)焊。處理后銷軸與旁邊受熱面管距離最小達(dá)25mm。處理前后圖如下圖2、圖3。將鍋爐大包內(nèi)部分包墻受熱面吊掛裝置銷軸與旁邊過熱器和再熱器集箱出口管距離增大至25mm以上。解決了部分包墻受熱面吊掛裝置銷軸與旁邊過熱器和再熱器集箱出口管在熱態(tài)下相頂碰的問題，避免造成受熱面管拉裂的風(fēng)險(xiǎn)。

通過分析討論，處理方法如下：將側(cè)墻掛板銷軸靠?jī)?nèi)側(cè)切短至離掛板平面10mm，切短后在銷軸上點(diǎn)焊代替銷軸定位銷，利用焊點(diǎn)的高度代替銷軸定位銷。另外由于銷軸外側(cè)的定位銷與掛板仍有一定虛位，為防止銷軸運(yùn)行中往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，銷軸的外側(cè)靠近掛板平面處也進(jìn)行點(diǎn)焊，利用焊點(diǎn)的高度代替銷軸定位銷。當(dāng)用焊點(diǎn)高度代替銷軸定位銷時(shí)，為了保證銷軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，需保證焊點(diǎn)焊在銷軸上，不能與掛板直接焊接。

并采取舉一反三的方式對(duì)存在同類問題的部位進(jìn)行整改，并在2號(hào)爐停爐期間對(duì)2號(hào)爐進(jìn)行同類部位進(jìn)行檢查、處理。

3 結(jié)語

通過此次處理后該廠再未發(fā)生同類爆漏事件，確保了機(jī)組安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T8962012中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].國(guó)家能源局20130104發(fā)布，20120301實(shí)施.

[2]陳祝年.焊接工程師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002（1）.

[3]方洪淵.焊接結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008（4）.