摘　要：針對華能石家莊分公司一單元W型火焰鍋爐的爐內管爆漏問題，從存在的設計缺陷、技術原因等方面進行了分析，通過采取各種切實可行的防治措施，取得了較好的防治效果。
　　關鍵詞：W型火焰鍋爐；爐內管；爆漏；措施?
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1設備簡介
　　華能石家莊分公司一單元2×350 MW機組采用加拿大 B&W設計制造的亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環、固態排渣的W型火焰鍋爐，額定蒸發流量1 085.1 t/h。過熱器出口蒸汽壓力17.94 MPa,溫度540 ℃，再熱器入口蒸汽壓力3.02 MPa，溫度301 ℃；再熱器出口蒸汽壓力2.88 MPa，溫度539 ℃。鍋爐無省煤器，給水直接進入汽包，給水溫度282 ℃。設計煤種為25%陽泉無煙煤與75%壽陽貧煤的混煤。
　　燃燒系統采用4臺MPS89K型中速磨直吹系統，燃燒方式為W型火焰下噴燃燒，前后墻各布置10個PAXXCL燃燒器。
　　一單元投產初期，由于設計不合理，導致過熱器嚴重超溫，鍋爐頻繁爆管，在能源部西安熱工研究院的參與下，對鍋爐進行了如下改造：
　　a. 去掉爐膛四周冷灰斗以上3 m高的衛燃帶，其面積由設計的1 022m2減至763m2。
　　b. 去掉屏過兩側各一前后串聯屏過熱器。
　　c. 將1/3的水平低溫過熱器改造為省煤器。
　　后來為解決燃燒器的調節靈活性問題，＃1爐、＃2爐分別于1995年、1998年大修期間對20只燃燒器進行了改造和全部更換。?

2爆漏原因分析
2.1焊縫泄漏
　　經統計分析，焊縫泄漏主要原因表現在以下幾個方面。
　　a. 在機組投產初期，焊縫泄漏問題尤為突出，至今共發生11次泄漏，其主要缺陷有夾渣、氣孔、咬邊、未焊透等。形成這些缺陷的主要原因是制造廠和基建單位的焊接質量不穩定，當時由于沒有切實可行的探傷方法，致使大量帶有缺陷的焊縫投入運行，造成機組投產初期的焊縫頻繁泄漏。
　　b. 焊接裂紋。如去年＃1爐的中間再熱器泄漏，主要原因是沒有嚴格按照焊接規程和焊接工藝進行焊接，且焊接前后熱處理不當。
　　c. 焊后因殘余應力大，運行中又由于零件之間的熱脹不暢，附加應力增大，很容易造成焊口泄漏。至今共發生17次，主要出現在包墻鰭片、水冷壁拉稀管處、省煤器入口后包墻處等。
　　d. 由于異種鋼焊接接頭各區之間的化學成分、導熱系數和熱脹系數不同，運行中在事故情況下，煙氣側和汽側發生劇烈突變時，極易造成焊縫接頭處和高再屏過管卡等薄弱環節開裂。如?＃1爐高再屏的爆管，主要原因是運行中汽機CV調門關閉，而MSV沒有關閉，從跳閘邏輯上并沒有發出汽機跳閘信號，直到28 s后發電機逆功率保護動作，此時鍋爐3臺磨組運行，高旁處于關閉狀態，過熱器安全門動作，再熱器處于干燒狀態，大聯鎖保護動作后，鍋爐送/引風機保持運行，即再熱器首先處于干燒狀態，然后再遇快速冷卻的過程，最后導致高再屏過第2根管子上的母卡下端大部分開裂。
2.2短時過熱
　　因短時過熱引起爆管的原因主要表現在以下幾個方面。
　　a. 爐內局部熱負荷過高如噴燃器調節不妥，導致燃燒火焰直沖受熱面管子。對于前后墻對沖布置的W火焰燃燒器，因噴燃器布置不均勻，在啟動初期造成火焰中心偏移尤為明顯，容易導致屏過大面積超溫。
　　b. 汽水分配不均因集箱中的靜壓變化引起同屏各管之間的流量偏差過大，特別是在啟動過程中，如果正常的循環未建立，則汽水流動不均勻，甚至會發生部分流動中斷，造成汽水分配不均。
　　c. 管內的汽水循環不良多數情況是由于異物堵塞引起，如結垢、焊瘤、鐵絲及“眼睛”圈等物，另外檢修沖管后，可能使鐵屑、氧化皮聚積于低凹處，造成堵塞。華能石家莊分公司二過入口屏近3年來的5次爆管均由異物堵塞引起，經停爐在管道內部檢查發現，管壁上有大量大塊的焊渣、砂輪鐵芯、鐵絲等。
2.3長時過熱
　　鍋爐管道在設計溫度下運行，其使用壽命能達到10～15萬h以上。如果管壁溫度長期處于設計溫度以上而低于材料的下臨界溫度，則會發生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強度下降，蠕變速度加快，直至最終爆管。超溫程度越高，壽命越短。在正常運行狀態下，長時間超溫爆管主要發生在高溫過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面。由于華能石家莊分公司的2臺W型火焰鍋爐在我國是首次使用，外方設計經驗缺乏，爐膛高度不足，過熱器嚴重超溫，在進行了較大的鍋爐改造后仍沒有達到設計要求，其中一項為去掉屏過兩側前后串聯屏過熱器，致使二過對應的入口屏煙氣溫度偏高，其對應屏過金屬壁溫較同排的屏過金屬溫度高8～15 ℃，給以后的鍋爐運行留下隱患，現已造成多次爆管，嚴重威脅著機組的安全穩定運行。
2.4磨損
　　燃煤鍋爐,尤其是配燒無煙煤鍋爐的飛灰中夾帶堅硬顆粒沖刷管子表面，造成磨損。當煙氣中有磨蝕性時，管子表面因磨損—腐蝕的惡性循環而加劇。另外，由于局部結構不合理、管道堵灰、燃燒方式不當等原因導致煙氣流動不均而造成的局部煙速過高，也加快了受熱面的磨損。如＃1爐包墻管變形后的磨損，主要是由于煤粉偏粗并且人為加大摻燒無煙煤比例而引起的。?

3防止爐內管爆漏的措施
3.1針對焊接問題而采取的措施
　　a. 加大檢查力度。依據部頒標準，制定切實可行的防磨防爆制度，本著“寧繁不簡，寧細不爛，全面檢查，把握重點”的工作原則，做到“分工明確，責任到人，檢查到位”。在實際中“逢停即檢”，充分利用每次的停爐檢修時機進行全面檢查，發現問題及時采取措施，防止或減少鍋爐爐內管爆漏。
　　b. 由合格焊工嚴格按照焊規和焊接工藝進行焊接。 所有檢修的高壓焊口必須進行100%的探傷檢查。 大修中對焊接殘余應力大和運行中附加應力大的焊縫應重點進行探傷和外觀檢查。
　　c. 對于異種鋼的焊接問題，已更換為同種材質的管卡，并降低了管卡接頭處的應力集中，有效地延長了鍋爐管材的使用壽命。
3.2 對于事故停爐快速冷卻采取的措施
　　a. 機組停運后，在啟動電泵（定速泵）上水前必須關閉一、二減及再熱器減溫調門前手動門，防止減溫調門內漏，使大量的低溫給水進入過熱器和再熱器。
　　b. 停機前3 h機組負荷降到50%額定負荷，壓力9.8 MPa，主再熱汽溫降到500 ℃以下。
　　c. 解列前，鍋爐汽包壓力必須保持在8.23 MPa以下。
　　d. 解列后，通過鍋爐疏水門控制好降壓速率，確保在6.5 h以內達到帶壓放水的要求。
　　e. 在進入快速冷卻前，鍋爐保持高水位，嚴密監視汽包金屬壁溫，使其上下壁溫差≤50 ℃，但汽包壓力在2.94 MPa以下時，壁溫差≤65 ℃。
　　f. 必須保持兩側風機運行才允許進行通風冷卻（冬季暖風器隨風機投運）。
　　g. 停運后2 h內，保持A/B送風機出力＜300 t/h。同時調整各磨組二次風擋板開度一致。
　　h. 停運2 h以后，根據金屬壁溫及壓降速率，增加二次風流量，但總風量夏季≤700 t/h，冬季≤500 t/h。
　　i. 冷卻壓降速率≤0.14 MPa/min，屏過金屬溫降速率≤0.5 ℃/min。當汽包壓力降到0.98 MPa時，停運送/引風機，鍋爐帶壓放水，要求下降管同時均勻放水。
　　j. 如果冷卻過程出現局部大量掉焦，應立即減少冷卻風量，查明原因。
　　k. 在鍋爐烘干期間，禁止關閉鍋爐側疏水門和空氣門，烘干結束并確認空氣門無蒸汽冒出，方可關閉。鍋爐烘干后，必須再次啟動兩側風機冷卻。
3.3防止鍋爐超溫措施
3.3.1啟動過程中防止超溫措施
　　a. 鍋爐具備上水條件后關閉一、二減以及再熱器減溫調門前手動門。
　　b. 在汽泵具備運行條件后，應及時投運，減少上水壓差。
　　c. 汽包壓力＞6.86 MPa后，開啟一、二減及再熱器減溫調門前手動門。
　　d. 鍋爐點火后總風量控制在500 t/h，根據油槍投入量，逐漸增加到850 t/h，燃油和霧化空氣壓力控制在0.098～0.147 MPa之間。
　　e. 汽包壓力以0～0.98 MPa升壓，每30 min對稱切換一次油槍（A、B或C、D磨組油槍），并通過底部放水門使其3～4 h達到要求（2.94 MPa以后可按照規程升壓率執行。）
　　f. 環境溫度＜23 ℃時暖風器必須投入運行。
　　g. 由于鍋爐使用MPS磨組，磨組煤粉較粗，啟動初期著火比較困難，加之鍋爐設計不合理，容易造成過熱器大面積超溫。因此必須確認啟動磨組的煤質情況，主要是檢查停磨時機組有無負荷受限問題，若有，則該磨組不能作為啟動備用磨組。
　　h. 汽包壓力為8.33 MPa時，汽機沖車前必須有2臺磨組備用。汽機轉速3 000 r/min時，在備用狀態下的2臺磨組可以隨時啟動。
　　i. 并網后啟動第1臺磨組前必須確認該磨組油槍火焰較長且明亮，把總風量控制在550 t/h左右，磨組運行后控制參數為：一次風量60 t/h、磨組出口溫度＞93 ℃，對應磨組增壓風擋板全關。
　　j. 當爐膛穩燃后，逐步增加煤量至18 t/h，同時也逐步增加增壓風量，如磨組煤量達到22～23 t/h時鍋爐沒有穩燃，則禁止增加煤量或停運該磨組，否則過熱器就會出現局部大面積惡性超溫，應視溫度情況投運減溫水。
　　k. 視機組負荷、壓力、溫度情況，啟動第2臺磨組，第2臺磨組運行后控制參數按d、e執行。當第2臺磨組給煤量達到18 t/h時，機組負荷已達60 MW以上。
　　l. 如啟動過程中發現減溫水門失控，則禁止磨組啟動或磨組啟動后也應及時停運。根據機組情況逐漸均勻增加煤量和負荷。
3.3.2運行中防止超溫措施
　　a. 采取措施，杜絕人為誤操作出現的惡性超溫現象。
　　b. 嚴格執行磨組一次風標定制度，保證磨組各粉管的均勻性，防止其出現誤差而導致運行中爐膛熱負荷出現大的偏差。
　　c. 嚴格執行規定的配煤標準，防止爐膛火焰中心上移。
　　d. 合理調整內外調風擋板的位置，這樣可使爐41 m層煙氣溫度降低20～30 ℃，有效降低減溫水流量。同時針對因去掉兩側串聯屏后，二過兩側入口屏頻繁超溫爆管的問題，從對應的噴燃器上一一進行調整，目前比同排的屏過溫度僅高4～7 ℃，延長了二過入口屏的使用壽命。
　　e. 制定合理的吹灰制度并嚴格執行。
　　f. 正確投入并使用機組旁路系統，確保在事故情況下快速啟動，及時用蒸汽冷卻再熱器。
　　g. 加強對過熱器和再熱器的金屬監督，對使用壽命接近設計壽命的管子及時予以更換，防止再次發生爆管。
3.4防止磨損措施
　　a. 適當降低無煙煤的摻配比例，可有效提高磨組煤粉細度。
　　b. 避免風機過載運行，把過�？諝庀禂悼刂圃谠O計值的低限。
　　c. 定期對磨組加載彈簧進行調整，使其保持在最佳出力位置。
　　d. 每月定期檢查磨組各粉管的煤粉細度，發現問題及時調整磨組分離器擋板。
　　e. 跟蹤并不定期檢查磨輥磨損情況，對于磨損嚴重的要及時進行補焊，一般需在4 500～7 000h之內。?

4 結論及建議
　　雖然華能石家莊分公司的鍋爐設計不太合理，但針對鍋爐超溫問題經過多次改造和燃燒調整，已使其能夠安全穩定地運行，爐內管爆漏次數由2002年的7次下降到2003年的1次，效果比較理想。
　　針對磨組煤粉細度不合格的問題，已計劃對MPS磨組進行技術改造。
　　由于機組大聯鎖保護問題，建議把機組運行中CV閥的全關等同于MCS關閉，以達到保護再熱器的目的。