降低鍋爐爆管次數(shù)

1、降低鍋爐爆管次數(shù)發(fā)表人：朱建平發(fā)表時間： 2009 年5 月浙江火電北侖三期項目鍋爐汽水系統(tǒng)潔凈化安裝QC 小組降低鍋爐爆管次數(shù)一. 選題理由近年來國內陸續(xù)建造的600MW超臨界機組、1000MW超超臨界機組在整套啟動試生產過程中、甚至在移交商業(yè)運行后發(fā)生鍋爐爆管現(xiàn)象較為普遍，烏沙山電廠1機組（600MW超臨界機組）在試生產期間爆管達到8次，玉環(huán)電廠1機組（1000MW超超臨界機組）在試生產期間爆管達到4次。鍋爐爆管后爆管點附近的受熱面管子會被嚴重吹傷，如果不立即停爐停機，事態(tài)將進一步擴大，所以，鍋爐爆管后機組必須立即停機。圖1、鍋爐爆管照片（一）圖2、鍋爐爆管照片（二）圖3、爐管堵塞后超溫并

2、脹粗的照片大容量機組爆管造成機組停機對電網(wǎng)沖擊很大，而停爐、冷卻、修復需要不少時間，就平均而言，鍋爐爆管一次對機組整套試運進程影響4天左右，烏沙山電廠1機組在試生產期間鍋爐爆管8次，累計影響機組移交32天，玉環(huán)電廠1機組在試生產期間鍋爐爆管4次，累計影響機組移交16天。600MW 機組一天滿發(fā)的效益是100萬元左右， 1000MW 機組一天滿發(fā)的效益是168萬元左右，所以爆管對業(yè)主帶來的經(jīng)濟損失是巨大的，超臨界機組鍋爐爆管問題已引起業(yè)界的高度關注，分析爆管原因，找出解決對策，努力降低爆管次數(shù)是當前電力建設行業(yè)的一個非常迫切和重要的課題。北侖電廠三期擴建工程為2臺1000MW超超臨界燃煤機組，我

3、公司中標6機組的安裝。針對爆管問題，我公司領導非常重視，我公司北侖三期項目部特成立了鍋爐汽水系統(tǒng)潔凈化安裝QC小組。二. 小組簡介表1、小組簡介小 組 名 稱鍋爐汽水系統(tǒng)潔凈化安裝QC小組課 題 名 稱降低鍋爐爆管次數(shù)成 立 時 間2007年3月課題注冊時間2007年3月小 組 類 型現(xiàn) 場 型課題注冊號活 動 時 間2007.32008.12活動參與率100%活 動 次 數(shù)16次序號姓名性別文化程度職務小組分工1裘斌男本科總工組長2陳堅斐女本科質量主管組員3韓金木男大專質檢員組員4朱建平男本科工程部專工組員5方鵬男本科技術負責人組員6陸斌男本科技術負責人組員7馬騰男本科無損檢驗負責組員 第

4、20 頁 共 20 頁三. 小組活動計劃表2、小組活動計劃小組活動時間：2007.32008.1207.0307.0407.0507.0607.0707.0907.1108.0108.0308.0508.0708.0908.11P選擇課題現(xiàn)狀調查設定目標原因分析要因確認制定對策D對策實施C效果檢查A鞏固措施總結備 注計劃時間 實際進度制表人：陳堅斐 制表時間：2007.3.2四. 現(xiàn)狀調查平均：2.5次我們對發(fā)生爆管現(xiàn)象的蘭溪電廠、烏沙山電廠、玉環(huán)電廠、安徽鳳臺電廠的8臺新建機組進行了調查，爆管情況如下：圖4、八臺新建機組鍋爐爆管頻率圖 我們對爆管的原因進行了調查、研究，發(fā)現(xiàn)爆管主要是由制造、

5、安裝過程中管內清潔度未控制好、焊口存在缺陷和受熱面管子母材存在缺陷等原因造成，詳見下表所示。表3、爆管原因分析表序號爆管原因爆管次數(shù)累計次數(shù)百分比累計百分比1管內清潔度不佳141470%70%2焊口缺陷21610%80%3母材缺陷21810%90%4運行操作不當1195%95%5其它1205%100%根據(jù)表一繪制餅狀分析圖，如圖一所示。圖5、爆管原因餅狀分析圖結論：鍋爐爆管的原因中有70%是由于整套試運時鍋爐汽水系統(tǒng)內清潔度不佳而引起的。因此，如何控制好安裝調試過程中鍋爐汽水系統(tǒng)的清潔度問題，是防止鍋爐爆管的重點。五確定目標 根據(jù)現(xiàn)狀調查的結論，控制好安裝、調試過程中鍋爐汽水系統(tǒng)的清潔度問題，

6、是防止鍋爐爆管的重點。于是，我們小組成員確定了本次QC活動目標：嚴格控制鍋爐汽水系統(tǒng)清潔度，不發(fā)生因管內清潔度不佳而引起的爆管（0次）。六原因分析整套試運時鍋爐汽水系統(tǒng)內清潔度不佳人環(huán)法機沒有嚴格按要求施工管子、集箱檢查、清理措施不完善空氣中的潮氣、鹽霧使管子內部銹蝕管子口徑小、彎管多易堵塞管子、集箱等設備內部不清潔水壓、酸洗、沖管時水沖洗方案不完善沖管后缺乏對易堵管部位檢查存儲、臨拋時雜物進入管道汽機側汽水系統(tǒng)內有雜物帶入鍋爐汽水系統(tǒng)沖管時缺乏爐管堵塞在線監(jiān)測措施磨口、割管、安裝臨時管時雜物易進入管道施工方案中缺少磨口、割管、安裝臨時管 時的防異物措施檢驗制度不完善圖6、鍋爐汽水系統(tǒng)清潔度不

7、佳原因魚刺分析圖 確定目標后，我QC小組立即組織人員對“整套試運時鍋爐汽水系統(tǒng)內清潔度不佳”這一問題進行了分析，如下圖所示：七要因確定表4、鍋爐汽水系統(tǒng)清潔度不佳要因確定表序號末端因素確認內容負責人是否要因1管子口徑小、彎管多易堵塞查超臨界鍋爐受熱面管子的口徑、節(jié)流圈內徑和彎頭數(shù)量方鵬不是2管子、集箱等設備內部不清潔現(xiàn)階段鍋爐廠設備內部清潔狀況,有無“鐵刨花”、鐵水渣等制造過程中產生的雜物方鵬是3空氣中的潮氣、鹽霧使管子內部銹蝕周邊環(huán)境是否容易對管子產生銹蝕朱建平不是4存儲、臨拋時雜物進入管道堆放、組合場是否采取抑塵措施，存儲、臨拋過程中管子封口是否保持常態(tài)韓金木不是5汽機側汽水系統(tǒng)內有雜物帶

8、入鍋爐汽水系統(tǒng)調查汽水系統(tǒng)是否有雜物帶入鍋爐汽水系統(tǒng)的可能陸斌不是6沒有嚴格按要求施工現(xiàn)場是否嚴格按規(guī)范標準施工，是否嚴格按安裝作業(yè)指導書施工。陳堅斐不是7管子、集箱檢查、清理措施不完善調查原有的清理措施是否切實有效朱建平是8施工方案中缺少磨口、割管、安裝臨時管時的防異物措施查以往工程施工方案中是否有這些環(huán)節(jié)的防異物措施朱建平是9水壓、酸洗、沖管時水沖洗方案不完善研究原有的水壓、酸洗和沖管方案是否滿足實際需求方鵬是10沖管時缺乏爐管堵塞在線監(jiān)測措施調查以往機組是否安裝有爐管堵塞在線監(jiān)測設備裘斌是11檢驗制度不完善查火電機組啟動蒸汽吹管導則、火電工程調整試運質量檢驗及評定標準等規(guī)范中是否有對易堵

9、管部位檢查的要求馬騰是確認一：管子口徑小、彎管多易堵塞相對亞臨界鍋爐而言，超臨界鍋爐參數(shù)高，蒸汽流量小，受熱面管子口徑也小，相應地管系中用于調節(jié)阻力損失的節(jié)流孔圈內徑也小，下面是亞臨界、超臨界、超超臨界鍋爐受熱面管子口徑及節(jié)流孔內徑的數(shù)據(jù)對比：表5、亞臨界、超臨界、超超臨界鍋爐受熱面管子口徑對比水冷壁管（mm）屏過管（mm）末過管（mm）備注600MW亞臨界鍋爐606.5 515.5 518.5 嘉興電廠二期600MW超臨界鍋爐31.85.5/386.5 385.6/386.6 44.57.5/44.58 烏沙山電廠1000MW超超臨界鍋爐28.65.9/38.17.4/42.711.448.

10、67.7546.9玉環(huán)電廠表6、玉環(huán)電廠末級過熱器節(jié)流孔尺寸及數(shù)量 位置（n）孔徑（mm）數(shù)量位置（n）孔徑（mm）數(shù)量111.49489.894211.49499.894310.594109.894410.594119.894510.594129.894610.5941310.59479.894表7、玉環(huán)電廠水冷壁節(jié)流孔尺寸及數(shù)量 位置（n）孔徑（mm）數(shù)量位置（n）孔徑（mm）數(shù)量17.0187101627.5268113038.08911.55848.5241012.51259.03011144069.530我們小組成員對北侖三期項目的鍋爐設計圖紙進行了查看，發(fā)現(xiàn)1000MW超超臨界鍋爐

11、所設計的彎頭非常之多，#6爐共有5886只彎頭。下面是北侖三期項目#6機組鍋爐的彎管分布表。表8、北侖電廠6爐受熱面彎頭數(shù)量統(tǒng)計表序號部位彎頭數(shù)量（只）1水冷壁23522再熱器16843過熱器1850合 計5886我們對水冷壁、過熱器、再熱器的彎管形狀進行調查，情況如下：圖7、再熱器彎頭示意圖圖8、過熱器彎頭示意圖圖9、水冷壁彎頭示意圖從表5可以看出：超臨界、超超臨界鍋爐受熱面管內徑明顯比亞臨界的要小。從表6、表7可以看出：節(jié)流孔圈的孔徑都非常小，水冷壁節(jié)流孔圈內徑最小處僅為；末級過熱器節(jié)流孔圈內徑最小處僅為，管內如有“鐵刨花”或尺寸稍大一點的異物就很容易堵塞在節(jié)流孔圈或彎頭處，管內介質流速降

12、低后，其它小顆粒的雜物也會聚集在堵塞處，越堵越嚴重，很快會引起管子超溫、蠕脹及爆管。近年來超臨界鍋爐爆管基本上都發(fā)生在水冷壁、屏過和末級過熱器上。但管子口徑小、彎頭多是超臨界、超超臨界鍋爐的參數(shù)所決定的，作為施工方我們無法去改變，我們必須從其它方面去尋找要因。結論：次要因素確認二：管子、集箱等設備內部不清潔通過對相關工程的調查得知，到達現(xiàn)場的受熱面管子和集箱中存在“眼鏡片”、“鐵刨花”及鐵水凝固物的現(xiàn)象比較普遍，在組合和安裝前如果清理不干凈，在后續(xù)過程中清理就更加困難了，很容易引發(fā)鍋爐爆管，所以我們首要任務就是對設備內部仔細檢查、清理干凈。結論：主要因素確認三：空氣中的潮氣、鹽霧使管子內部銹蝕

13、空氣中或多或少存在潮氣，沿海地帶空氣中還含有鹽霧，這都會使管子內部不斷氧化產生銹蝕，但我們保持管子封口常態(tài)化可以降低因管子內部與外界潮氣、鹽霧接觸而引起的腐蝕加速狀況，所以此因素認定為次要因素。結論：次要因素確認四：存儲、臨拋過程中雜物易進入管道現(xiàn)階段，一般受熱面堆放、組合場地均采用塘渣夯實后鋪墊石子，設備堆放在條墩或道木上，受熱面組合一般在型鋼框架上進行，道路采用瀝青路面或石子路面，石子路面一般都采取灑水抑塵措施，堆放場和組合場一般不太有粉塵飛揚的狀況。我公司對管子封口一直以來非常重視，物資部負責設備堆場管子封口情況的日常巡查，施工班組負責組合場、安裝現(xiàn)場管子封口的日常巡查，質檢部門定期、不

14、定期地對管子封口的完整性進行檢查，并有配套的獎罰措施輔助管理，故此因素認定為次要因素。結論：次要因素確認五：汽機側汽水系統(tǒng)可能有雜物帶入鍋爐汽水系統(tǒng)汽機側汽水系統(tǒng)管道在地面配管時已采取酸洗措施，爐前清洗后系統(tǒng)內雜物已基本洗凈，且凝泵、給泵前均設有濾網(wǎng)，一般不太可能有大顆粒的雜物帶入鍋爐汽水系統(tǒng)，因此將此因素認定為次要因素。結論：次要因素確認六：沒有嚴格按要求施工浙江火電全面貫徹執(zhí)行ISO9001：2000版質量管理體系，項目部嚴格執(zhí)行技術交底制度，并頒布了工程質量處罰管理規(guī)定，施工人員質量意識強，能嚴格按作業(yè)指導書要求施工。結論：次要因素確認七：管子、集箱檢查、清理措施不完善以往，在地面組合和

15、安裝前我們對受熱面散管、管排、集箱、聯(lián)通管等部件的檢查、清理主要通過壓縮空氣吹掃、通球及人工檢查來實施，對大口徑的聯(lián)通管、集箱靠壓縮空氣吹掃清理鐵銹的效果是有限的，而人工肉眼無法對兩端封口的集箱進行徹底的檢查，如果這些集箱內部有鐵刨花等異物存在，就很有可能一直留存在內部未能清理出來。高空安裝工期長，但集箱封口前一般不再次檢查確認其內部清潔度，如果在安裝中有異物落入集箱內，就不太可能被發(fā)現(xiàn)并及時清理出來。故此因素認定為主要因素。結論：主要因素確認八：施工方案中缺少磨口、割管、安裝臨時管時的防異物措施查以往的施工方案，未發(fā)現(xiàn)有這些環(huán)節(jié)的防異物措施。在打磨管口時，如果不采取有效的防異物措施，電磨磨下

16、的鐵屑就會留在管內，而且，電磨頭一旦未固定好或者電磨頭破碎都有可能落入管內；割管時如采取割炬割管，鐵水凝固物有可能會進入管內；安裝水壓、酸洗、吹管臨時管時，若直接用電焊焊接，會造成臨時管內焊渣存在并在水壓、酸洗、吹管過程中進入正式系統(tǒng)。故此因素認定為主要因素。結論：主要因素確認九：水壓、酸洗、吹管時水沖洗方案不完善水壓、酸洗、吹管時都有一個水沖洗的過程，用于排放水系統(tǒng)中鐵銹等異物，以往一般都是通過水冷壁下集箱或下降母管底部的疏水管來排放，而疏水管口徑較小，且有閥門節(jié)流，水沖洗時流量偏小，沖洗效果有限，沖洗后水冷系統(tǒng)中未能帶出的異物將有可能卡在水冷壁管的節(jié)流圈處或帶入過熱系統(tǒng)中留存下來。而水冷壁

17、、屏過、末過都是爆管頻發(fā)部件。所以，此因素認定為主要因素。結論：主要因素確認十：吹管時缺乏爐管堵塞在線監(jiān)測措施調查得知，一般鍋爐均安裝了爐管泄漏在線監(jiān)測裝置，而沒有安裝爐管堵塞在線監(jiān)測裝置。前者是跟蹤分析爐管泄漏信號的，而后者是跟蹤分析堵管信號的。如果在吹管時能有一種有效的堵管在線監(jiān)測裝置來幫助調試人員分析判斷受熱面管內是否有異物堵塞，就可以使我們在吹管后有針對性地去排查堵塞管子可能的堵塞部位，并想辦法將異物取出。雖然這是一種補救措施，但在吹管階段能發(fā)現(xiàn)堵管情況并指導我們排出異物，這也不失為一種好的辦法。結論：主要因素確認十一：檢驗制度不完善從前述分析知道，超臨界鍋爐受熱面管徑小、節(jié)流圈孔徑小

18、、彎頭多，是堵管、爆管的主要部位，而現(xiàn)行的相關規(guī)范未要求吹管后對這些易堵管部位進行檢查，這就可能造成一些爆管隱患帶到機組整套試運環(huán)節(jié)中去。結論：主要因素八制定對策表9 對策表序號要因對策措施執(zhí)行人完成時間1管子、集箱等設備內部不清潔；管子、集箱檢查、清理措施不完善完善施工方案、質檢計劃，確保每根管子、集箱清理干凈1、對中大口徑管、集箱：人工入內鋼絲刷清理或用鋼絲繩綁上回絲布來回擦凈內壁鐵銹，小集箱用大功率吸塵器除塵，清理后辦理簽證；2、高空安裝集箱封閉前再次用吸塵器除塵，內窺鏡檢查，并辦理簽證方鵬韓金木2008.07. 152施工方案中缺少磨口、割管、安裝臨時管時的防異物措施完善施工方案，杜絕

19、安裝時異物進入系統(tǒng)1、打磨管口時用回絲布封堵；2、采用切割片割管；3、水壓、酸洗、吹管臨時管焊口采用氬弧焊打底方鵬2008.10.253水壓、酸洗、沖管時水沖洗方案不完善改進方案，采取大流量帶壓沖洗將水冷壁下集箱端蓋割開，接325大口徑管加大流量沖洗，沖管時冷、熱態(tài)帶壓沖洗方鵬2008.11.054沖管時缺乏爐管堵塞在線監(jiān)測措施在易堵部位增加壁溫測點對屏過、末過、高再等易爆管部件全面布置熱電偶，在沖管、整套啟動期間全面監(jiān)視壁溫變化裘斌朱建平2008.11.055檢驗制度不完善完善質檢計劃，對易堵管部位重點檢查1、沖管后，增加對水冷系統(tǒng)、過熱系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)各集箱節(jié)流孔圈處內窺鏡檢查；2、沖管后，

20、增加對屏過、末過、高再U型彎管處及水冷壁中間集箱第一道彎頭處拍片檢查韓金木方鵬馬騰2008.11.15降低鍋爐爆管次數(shù)九對策實施實施一：完善施工方案、質檢計劃，確保每根管子、集箱清理干凈1、清除小口徑管內雜物：圖10、 中部螺旋水冷壁通出的塊狀氧化鐵圖11、 過渡段水冷壁通出的顆粒狀氧化鐵圖12、中部螺旋水冷壁通出的卡簧受熱面管排組合前吹掃、通球：先用壓縮空氣對每根管子逐一吹掃，開一根吹一根，吹掃干凈后進行通球試驗，通球完畢立即封口，在管排上標明通球日期、送球人、接球人姓名，并辦理簽證。吹掃過程中有6片管排從管內吹出了較大的塊狀氧化鐵，通球過程中共發(fā)現(xiàn)25處通球未過，通過內窺鏡檢查發(fā)現(xiàn)24根管

21、內有焊瘤，采用割管重焊處理，另外一根管內發(fā)現(xiàn)有一個卡簧。2、清除中大口徑管、集箱內雜物：在組合安裝前，對中大口徑管、集箱內部進行清理：大口徑的、人能進去的管道、集箱按排人進去用鋼絲刷清理；人無法進去的、但兩端通孔的管道、集箱采用鋼絲繩綁扎回絲布來回磨擦管道、集箱內壁的方法清理鐵銹，然后用壓縮空氣吹掃；上述方法都不適用的管道、集箱用大功率吸塵器吸塵；對于人無法進去的集箱，除銹后用內窺鏡檢查內部清潔情況，尤其是要檢查集箱接管處有無鐵刨花。集箱接管座：對較短的直管用手電筒和肉眼觀察，對較長的管子采用鋼絲繩穿通檢驗以確認內部無異物堵塞。 上述清理、檢查完成后由質檢、監(jiān)理人員進行確認，并進行封閉簽證，填

22、寫隱蔽工序（主要工序）簽證書。實施過程中發(fā)現(xiàn)一些集箱管接座處有金屬刨花殘留在內壁，后采取措施將其一一清除。3、高空安裝集箱封閉前清理、檢查：高空安裝集箱封閉前，用大功率吸塵器除塵，然后用內窺鏡檢查，清理完成后由質檢、監(jiān)理人員進行確認，并進行封閉簽證，填寫隱蔽工序（主要工序）簽證書。圖13、高空安裝集箱封閉前清理、檢查實施二：完善施工方案，杜絕安裝時異物進入系統(tǒng)1、磨口前用回絲布嚴密塞入管內，磨口后及時取出，打開一個管帽磨一個口子，嚴禁整排管口同時打開。2、受熱面管切割采用坡口機、角磨等機械切割的方法來切割。3、水壓、酸洗、吹管臨時系統(tǒng)安裝時采用氬弧焊打底，安裝前對臨時管道進行檢查、清理。實施三

23、：改進水壓、酸洗、吹管措施將前后墻水冷壁下集箱各一側端蓋割開，接325臨時管至機組排水槽，以便水沖洗時加大流量，盡量將系統(tǒng)內雜物沖出。吹管時冷、熱態(tài)沖洗采取帶壓沖洗。實施四：在易堵部位增加壁溫測點鑒于屏過、末過、高再均設計有節(jié)流孔圈和U型彎頭，且布置在高溫煙氣區(qū)域，從以往超臨界機組爆管情況來看是爆管高發(fā)區(qū)域。為此，我們向業(yè)主建議對屏過、末過所有管屏的出口管上增裝熱電偶，對高再抽取中間兩屏管屏，每根出口管上布置熱電偶，以便在吹管時監(jiān)視上述部件的壁溫偏差情況，進而分析判斷是否有堵管情況，待吹管結束后有針對性地排查堵管部位，采取措施排除異物。在整套試運時也可利用壁溫監(jiān)視系統(tǒng)查看爐管是否有超溫現(xiàn)象，防

24、止爆管事故發(fā)生。上述建議得到了業(yè)主、監(jiān)理和調試單位的首肯，共增設熱電偶1622支。在鍋爐酸洗前安裝、調試完畢，設備采購、安裝及調試費約350萬，由業(yè)主支付。表10 增設壁溫測點分布表圖15、屏過、末過、高再增設熱電偶（二）序號部位數(shù)量（只）1屏過7162高過8743高再32合計1622圖14、屏過、末過、高再增設熱電偶（一）圖15、屏過、末過、高再增設熱電偶（二）鍋爐吹管期間，未發(fā)現(xiàn)屏過、末過、高再相鄰管子間壁溫偏差明顯大。機組整套啟動期間：有了鍋爐壁溫的全面監(jiān)視反饋，調試所指揮人員在投磨及燃燒調整時更有把握將鍋爐各部件壁溫控制在設計允許的運行參數(shù)內，曾經(jīng)有幾次短暫的超溫，也迅速采取手段，將鍋爐壁