水冷壁管抢修新工艺方法

吴文鸿　何富福　周林　陈国宏

摘要：锅炉受热面泄漏是影响机组安全稳定运行的重要原因之一，以贵州兴义电力发展有限公司水冷壁管泄漏抢修为例，针对火力发电厂锅炉水冷壁爆管抢修时间较长，抢修时需投入大量的人力物力的特点进行分析，提出了一种新型抢修工艺方法，并通过在贵州兴义电厂的实践应用，证明这种抢修方法可以减轻劳动强度、减少抢修时间及抢修费用，提高机组的有效利用小时数和经济效益。关键词：水冷壁管;抢修;方法

中图分类号：TK224

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）03-0113-02

0引言

兴义电力有限公司一期2X600MW机组，采用北京巴布科克·威尔科克斯有限公司引进美国B&W公司技术生产的B&WB-1900/25.4-M型超临界参数“W”火焰锅炉，其主要型式为超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的P型直流锅炉，整个炉膛由下部垂直水冷壁和上部垂直水冷壁构成。自机组投产以来，#1、#2炉水冷壁管多次出现泄漏和爆管，以致频繁抢修。据统计，锅炉水冷壁管泄漏位置多集中在锅炉标高41.8m炉膛前后墙中心线附近，按照正常换管工艺方法开展抢修工作，由于水冷壁管及管间距均较小（水冷壁管为φ30x5.8mm，间距为15mm），焊接时需要从炉膛内部使用炉内检修平台开展工作，由此增加了不少人力、物力、财力和时间，每次抢修工期至少需要7天以上，对公司的经济效益和顺利完成年度发电目标和任务造成较大影响，同时也存在较大的安全隐患。针对以上情况，对水冷壁管抢修工作进行全面分析，提出水冷壁管抢修新工艺方法，以减轻劳动强度，缩短抢修时间，降低抢修费用。

1设备简介

兴义电力有限公司一期2X600MW机组整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，由下部垂直水冷壁和上部垂直水冷壁构成，“下炉膛水冷壁全部采用了普通内螺纹管和优化多头内螺纹管，由1854根水冷壁管组成34个回路，上部炉膛均采用光管膜式水冷壁，由1830根水冷壁管组成18个回路。上炉膛深度9350mm，下炉膛深度16550mm，炉膛宽度31813mm，总高54126mm。

水冷壁下部管子为普通内螺纹管（MLR）和优化多头内螺纹管（OMLR），下部炉膛水冷壁管规格为φ30x5.8mm，上部为φ28x5.8mm，材料为15CrMoG，节距为45mm，扁钢规格为15X8mm，材料为15CrMo。

2水冷壁管故障分析

由全焊式水冷壁通过鳍片焊接连接（如图1所示），对此，机组运行过程中难免存在管壁之间存在温差，以致局部受力不均缺陷，当应力集中到一个点时，由于应力过大会导致局部水冷壁管被拉裂，造成机组非停事件发生。我厂从2011年投产运行至今，水冷壁管多次出现拉裂泄漏事故，从现场实际情况来看，锅炉标高42米炉膛前后墙中心线附近水冷壁管容易被拉裂泄漏。经分析总结发现拉裂原因为：该部位的水冷壁管由于位于燃烧器上部，其所受热负荷较其它水冷壁管要大，且受到炉膛膨胀和摆动拉应力的作用，因此，该部位的水冷壁管特别容易被拉裂，以致造成泄漏爆管。

3新抢修换管方法的提出

水冷壁管泄漏位置主要位于炉膛标高42m左右位置，由于水冷壁管较小，且节距较窄，管与管之间通过密封片焊接处理，因此，当发生水冷壁管泄漏，在进行抢修时，采取炉外更换水冷壁管时无法完全焊接，最多只能焊接管子周向的2/3左右，炉内部分焊口由于位置不够而焊接不了（如图2所示）。按照原有水冷壁管泄漏抢修换管方法，要在炉膛内搭架子或使用炉内检修平台到泄漏位置部位进行施焊，这种抢修方法不但抢修工期长，而且给抢修工作带来诸多不便，由于我厂水冷壁管泄漏位置较高，进入炉内开展抢修工作存在较大安全隐患。针对以上情况，我们对水冷壁管抢修工作进行全面分析，提出“延伸水冷壁管”进行炉外焊接的工作方法[2]。所谓“延伸水冷壁管”焊接，就是将水冷壁管上下口弯出炉外（如图3所示），然后配制弯头对口焊接，管口焊接完毕后，水冷壁密封进行单边满焊，另一边电焊，然后在换管部位做密封盒浇注浇注料密封处理，整个抢修工作完全在炉外完成。

4抢修方案

水冷壁管规格为φ30x5.8nmm，，材质为SA213T12，管间距为45mm，综上特点制定了如下的抢修方案：

（1）割除泄漏的水冷壁管及左右两侧水冷壁管，共割掉三根管子，管子长度为沿泄漏点上下400mm。

（2）上下鳍片各割300mm，将管子鳍片沿管壁割除，且打磨清理干净，检查是否损伤管子。

（3）现场将每一根管子上下口采用热弯方式往炉外方向弯出，弯曲半径R=100左右，弯曲角度≥35°（如图3所示）

（4）根据现场管子弯管情况，用弯管机配制水冷壁管，要求所配制的水冷壁管弯曲半径R=100左右，弯曲角度≥35°（如图4所示）。

（5）按照检修规程中水冷壁管换管工艺标准要求焊接管口，焊接完毕后用超声波或射线检测焊口，需符合焊接规程要求。

（6）水冷壁管焊接完毕后恢复密封，密封焊接时要求单面满焊，另一面采取间断焊的方式焊接。

（7）密封焊接完毕后，在换管部位做密封盒，且在密封盒内浇注浇注料，要求浇注料完全填满整个密封盒（如图5所示）。

5效益分析

以兴义电厂例，传统爆管抢修是在水冷壁管爆管后锅炉放水完毕开始的，这中间包括锅炉冷炉、炉内搭架、水冷壁割管、打焊接坡口、焊接、炉内拆架等抢修工艺;其中由于冷炉时间较长，炉内搭拆架台需要大量的人力物力，抢修时间至少需要7天。而“延伸水冷壁管”抢修方法是在锅炉放水后，在炉外割管、打坡口、焊接恢复就可以了，只需3天就完成爆管抢修工作。两方法比较，后者每次抢修至少多发电量4800万KWh，折合人民币1687.2万元，还节省了搭拆架台所需的大量人力物力。同时，从炉外开展抢修工作，能够完全避免使用炉内检修平台带来的一系列问题和安全隐患[3]。

6结束语

2013年兴义电厂首次在#1炉前墙水冷壁中部42m处采用这种抢修方法，到目前为止，这种焊接方式已经被多次采用，2014年4月份#1炉后墙水冷璧中部42m处采用这种方法进行抢修更换的水冷壁管一直运行至2015年7月份才从炉内进行更换处理，期间未出现任何异常及泄漏。由此可见，这种抢修方法是可行的。随着现代机组负荷越来越大，炉膛的高度越来越高，搭、拆架子或炉内检修平台将浪费更多的人力、物力和财力，且抢修时间越长。而“延伸水冷壁管”抢修方法大大缩短了停炉抢修工期，减轻了劳动强度，使这种抢修变得简单、快捷，有效提高机组年利用小时数，对提高经济效益有突出作用，因此，这种抢修方法在火力发电厂中具有一定的实用价值。

参考文献

[1]许源.“开天窗”抢修水冷壁爆管焊接工艺在韶关发电厂的应用[J].科技资讯，2011（5）：26-29.

[2]冯玉东.热电厂10CrM0910厚壁鋼管的工艺焊接方法和参数选择及工艺控制措施分析[C].建筑科技与管理学术交流会，2015.

[3]王云，郑峰毅.电站锅炉小径厚壁管对接焊缝射线透照工艺探讨[J].建筑科技与管理，2011：68.