巧用壓縮空氣查找鍋爐爆管隱蔽泄漏點

程浩然

（江蘇利電能源集團,江蘇江陰 214444）

火力發(fā)電企業(yè)發(fā)電機組運行中，鍋爐內管排由于受到吹損、碰磨、沖刷、腐蝕、超溫等外力因素或管子材質、焊口存在缺陷時，在承壓條件下發(fā)生破損，稱為爆管。爆管發(fā)生后一般會造成機組的非正常停運，為保證發(fā)電企業(yè)運營的經濟性，要進行迅速有效的爆管搶修工作，而作為爆管搶修的第一環(huán)，泄漏點的快速查找成了搶修工作的首要任務。

通常查找鍋爐爆管泄漏點的方法如下：一是在運行期間根據鍋爐泄漏報警儀顯示的大概區(qū)域初步判斷泄漏點位置，二是根據主汽、再熱器系統(tǒng)的汽水偏差情況并結合該泄漏點有哪些設備判斷大概的泄漏點屬于什么設備，三是停爐冷卻后進入爐膛進行肉眼的檢查，直接找到爆管的直接泄漏點。以上的查漏方法適應于大多數的泄漏點查找，但是對于一些隱蔽的泄漏點并不能很好的適應。比如水冷壁裂紋引起的泄漏，鍋爐停運后冷態(tài)后裂紋收縮；還有就是管道泄漏點很小且管排也未出列停運后泄漏點被鍋爐灰渣覆蓋這種類似的情況，這種常規(guī)的查漏方法就很難發(fā)現(xiàn)，需要借助水壓試驗等輔助措施來進行二次判斷，但是時間上就會浪費很多，經濟效益上損失較大。針對這種情況，利港電廠經過探索，在5#爐屏式過熱器爆管搶修中首次采用了“壓縮空氣充壓查漏”的方法并取得了成功，后又在1#機組包覆過熱器泄漏中再次使用并得到驗證，為今后鍋爐爆管查漏提供一個新的思路。

2 鍋爐爆管處理經過及查漏分析

案例一：2016年3月5日，利港電廠5#機（超臨界壓力直流爐）因爆管停爐，泄漏報警儀顯示爆管位置在B側墻水冷壁中間聯(lián)箱附近,初步判斷為水冷壁管泄漏。停機后于3月6日進入爐膛進行查找漏點，通過搭設爐內檢修吊籠上下多次查找，卻始終未在B側墻水冷壁及周邊過熱器、再熱器管屏上發(fā)現(xiàn)泄漏點。為了節(jié)省時間，公司果斷決定對一次汽系統(tǒng)的水冷壁進行上水查漏，但是直至水位到啟動分離器滿水位置依然未找到漏點。3月7日，公司組織多個部門進行分析，拿出兩個方案：一是保持現(xiàn)有啟動分離器滿水狀態(tài)，利用啟動分離器、屏過出口等空氣門后接入壓縮空氣充壓查漏；二是對鍋爐一次汽系統(tǒng)進行水壓試驗。因為此前也未有壓縮空氣查漏的經驗借鑒，但是為了節(jié)省時間，公司還是決定先用第一個方案試驗。幸運的是當壓縮空氣壓力達到5.5 bar時，檢修人員在爐內聽到有尖銳的氣流聲，通過尋找聲源，并最終在后屏過熱器底部彎頭處找到了泄漏點，并最終在3月8日完成了該次爆管搶修工作，機組順利完成啟動。

案例二：2017年3月初，1#機組運行中發(fā)現(xiàn)有泄漏報警，后確認在尾部水平煙道復緊有輕微的氣流聲，確認鍋爐出現(xiàn)爆管泄漏。3月5日機組停運轉入消缺，經過停爐冷卻后在3月7日進入爐內水平煙道區(qū)域進行檢查未發(fā)現(xiàn)有泄漏的痕跡，后擴大至尾部、爐膛均未發(fā)現(xiàn)泄漏點。考慮到在2016年有壓縮空氣查漏的成功案例，于是決定在本臺爐子再次進行充壓縮空氣進行查漏。我們利用屏過進口集箱的空氣管作為壓縮空氣的接入點，一端接入機組的壓縮空氣系統(tǒng)，把屏過進口集箱的空氣門打開緩慢的給鍋爐一次汽系統(tǒng)充氣，在汽包壓力達到5.6 bar時，鍋爐水平煙道處出現(xiàn)明顯的氣流聲音，進一步檢查確認在低溫過熱器與包覆過熱器的吊掛管卡之間有一個輕微的裂紋，隨即安排泄壓并更換該段管道。此泄漏點是隱藏在包覆過熱器的U形固定管卡之間（見圖1，此管卡起到托住低溫過熱器管屏的作用），所以隱蔽性非常高，常規(guī)辦法根本無法檢查，如果不用壓縮空氣充檢查，只能用常規(guī)的水壓試驗的辦法進行檢查了，這樣消缺的時間就會大大增加。

圖1 泄漏關鍵點

根據以往經驗，在查不出漏點的情況下通常是進行水壓試驗查漏，但是熱態(tài)機組水壓有如下幾個風險：一是對鍋爐過熱器管屏有直接的影響，因鍋爐水壓的水溫僅70℃左右，這與停運不久的過熱器管屏壁溫差值是比較大的，產生較大熱應力從而損傷爐管；除此以外，在過熱器及主蒸汽管道溫度仍然很高的情況下，突然進入“低溫水”使其突然冷卻，會導致管子內部的氧化皮迅速冷卻，由于氧化皮的膨脹系數和管子材質有一定的差異，所以會導致冷卻時收縮量不一樣，從而導致大量氧化皮的脫離，為以后鍋爐穩(wěn)定運行埋下嚴重隱患，我公司也因為鍋爐氧化皮爆管已經多次出現(xiàn)了。二是對汽輪機本體有潛在的風險影響，機組停運初期汽輪機金屬溫度遠高于120℃，如果水壓期間主汽門關閉不嚴或者出現(xiàn)內漏，水將進入汽輪機本體內，由于水壓試驗的水溫僅70℃左右，而汽缸、轉子等都處于高溫狀態(tài)，“低溫水”突然進入汽輪機的某一部位，將造成部件急劇收縮，除本身金屬產生大的熱應力影響壽命外，局部收縮變形可能導致動靜碰磨、大軸彎曲、部件裂紋、接合面變形泄漏等等，會給汽輪機造成不可估量的損傷。除了這些設備損壞的隱患外，水壓試驗需要的時間較長，也是我們爆管處理所不能接受的，對經濟上會造成更大的損失。

3 壓縮空氣充壓查漏的原理及優(yōu)點

鍋爐一次汽系統(tǒng)采用壓縮空氣充壓的方式查漏，由于其中用于充壓的介質為壓縮空氣，氣體的比熱容遠低于水的比熱容，即壓縮空氣的吸熱能力比水小的多，空氣能快速升溫減小與管壁的溫差，所以當高溫爐管注入壓縮空氣后不會引起管子驟冷，從而能夠減少熱應力的產生及避免汽輪機進水，解決了熱態(tài)鍋爐水壓試驗查漏方式存在的問題。雖然廠用氣壓力只有0.6 MPa，但爆管漏點通常都不小，因此爆管癥狀很快就會顯現(xiàn)出來，壓縮空氣泄漏會發(fā)出氣流聲，尋找聲源就能快速的找到漏點。

用壓縮空氣充壓查找爆管漏點具有安全、快捷、經濟等優(yōu)點：

（1）安全性：避免了因主汽門內漏造成汽機側進水的風險，也大大減少了高溫管道內氧化皮的脫落堆積以及管道應力的產生，避免啟機后可能再次爆管。

（2）快捷性：用壓縮空氣打壓查漏速度更快，水壓試驗需要花費的時間通常需要1到2天，而用壓縮空氣充壓查漏僅需要幾個小時，為機組啟動贏得了時間。

（3）經濟性：水壓試驗前需要用手拉葫蘆將主蒸汽管道及過熱器聯(lián)箱等支吊架進行臨時加固，而用壓縮空氣充壓查漏可省去這些工作，節(jié)省了勞動力。

4 結論

實踐證明，采用從鍋爐過熱器、再熱器空氣管充壓縮空氣查一、二次汽系統(tǒng)隱蔽泄漏點的方法，對鍋爐爆管熱態(tài)狀態(tài)下查漏具有耗時短的突出優(yōu)點，為鍋爐爆管停運處理及時恢復運行節(jié)省了大量的寶貴時間，加之與傳統(tǒng)的水壓試驗查漏比較具有其更安全、可靠、經濟的特性，此方法在電力生產應用中值得被推廣使用。

收稿日期：2018-01-18