廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司三期2臺(tái)300MW機(jī)組（5號(hào)、6號(hào)機(jī)組）是20世紀(jì)80年代中后期我國引進(jìn)國外技術(shù)、自主設(shè)計(jì)制造的1 025 t/h亞臨界中間再熱式單爐膛四角噴燃UP型直流鍋爐。爐膛由1396根規(guī)格為∮22mm×5.5mm(或∮25mm×6mm)的內(nèi)螺紋管與扁鋼焊接成的膜式水冷壁組成，水冷壁自下而上被分為冷灰斗、下輻射區(qū)、中輻射區(qū)、上輻射區(qū)。工質(zhì)在水冷壁中一次上升，中間布置3組混合分配器，以消除管屏間吸熱偏差，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    由于設(shè)計(jì)、制造、安裝等方面的原因，鍋爐水冷壁自投產(chǎn)以來常發(fā)生拉裂、過熱爆漏事故，嚴(yán)重困擾著機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。
1、水冷壁爆漏的原因
1.1水冷壁管與剛性梁的連接設(shè)計(jì)不合理
    將疏形板直接焊接在水冷壁管和剛性梁上，由于水冷壁管熱脹冷縮較快，而剛性梁熱脹冷縮較慢，當(dāng)機(jī)組在啟�；蚣訙p負(fù)荷較快時(shí)，水冷壁管內(nèi)汽水動(dòng)力波動(dòng)大，導(dǎo)致水冷壁管與剛性梁的熱脹冷縮不一致而發(fā)生疏形板拉裂，引起水冷壁管泄漏。
1.2混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭間的連接和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
    混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭間的密封為H型全電焊密封結(jié)構(gòu)（見圖1）．管子鰭片的寬度為13 mm，彎頭間密封塊的寬度為53 mm。由于I、Ⅱ級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭的溫度較高，受爐膛溫度變化的影響特別大，當(dāng)機(jī)組在啟�；蚣訙p負(fù)荷較快時(shí)，水冷壁管內(nèi)汽水動(dòng)力波動(dòng)大，導(dǎo)致水冷壁管子、鰭片、彎頭密封塊之間的熱脹冷縮不一致，常在水冷壁進(jìn)、出口彎頭A(或B)處發(fā)生熱應(yīng)力集中而導(dǎo)致水冷壁管被拉裂。
1.3水冷壁安裝質(zhì)量差
    在機(jī)組小修時(shí)對(duì)下輻射水冷壁進(jìn)口彎頭的現(xiàn)場安裝焊口進(jìn)行了100% RT檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有46%焊口存在焊瘤超標(biāo)缺陷。超標(biāo)的焊口焊瘤造成水冷壁管內(nèi)流動(dòng)阻力增加，致使管內(nèi)介質(zhì)流量偏少而產(chǎn)生過熱；機(jī)組長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行又加劇了水冷壁管的長期過熱問題。當(dāng)水冷壁管的強(qiáng)度降到低于許用值時(shí)，最終發(fā)生長期過熱爆漏事故。
1.4水冷壁聯(lián)箱內(nèi)有雜物
    在事故處理中，用內(nèi)窺鏡對(duì)爆管處相應(yīng)的進(jìn)口聯(lián)箱進(jìn)行檢查，多次發(fā)現(xiàn)聯(lián)箱內(nèi)部有焊渣，少量片狀氧化物等雜物。這些雜物被流動(dòng)的介質(zhì)帶動(dòng)，易停止在水冷壁管口或進(jìn)口彎頭處造成管子堵塞，水冷壁管因介質(zhì)流量不足而發(fā)生短期過熱爆漏事故。
1.5爐膛燃燒火焰中心偏移
    通過對(duì)水冷壁爆漏位置的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在后墻水冷壁靠B、C切角的下輻射出口水冷壁發(fā)生多次過熱爆漏事故，這是因鍋爐燃燒調(diào)整不良、爐膛燃燒火焰中心偏移造成爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差大、水冷壁管壁超溫。
2、水冷壁改造的技術(shù)措施
    由于下輻射區(qū)發(fā)生水冷壁爆漏事故較多，因此利用機(jī)組大修對(duì)5號(hào)、6號(hào)鍋爐下輻射區(qū)水冷壁做整體更換（見圖2）。改造范圍為中輻射水冷壁進(jìn)口焊口（標(biāo)高34. 15 m）至冷灰斗水冷壁出口焊口（標(biāo)高15. 06 m）的所有設(shè)備，其中包括四周水冷壁管、I、Ⅱ級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭、聯(lián)箱、四個(gè)切角的水冷套管及其附件（如看火孔、打焦孔、吹灰孔、人孔門及其密封盒等）、三次風(fēng)噴燃器連接體及其箱殼等，共約130 t，不包括該范圍內(nèi)的剛性梁和I、Ⅱ級(jí)混合器及其連
2.1改造水冷壁與剛性梁的連接結(jié)構(gòu)
    取消水冷壁與剛性梁焊接梳形板的固定式連接，改為焊“V形板+7字插銷”的活動(dòng)式連接結(jié)構(gòu)，即將V形板焊接在水冷壁管的鰭片上，避免V形板直接與水冷壁管焊接（水冷壁中部膨脹死點(diǎn)處的V形板直接與剛性梁焊接），通過7字插銷將水冷壁固定在剛性梁上，這樣可有效防止水冷壁管被剛性梁連接板拉裂。
2.2改造I、Ⅱ級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭的密封結(jié)構(gòu)
    取消彎頭間的H型全焊接密封片。在焊接水冷壁管間的密封板時(shí)，只對(duì)彎頭靠爐膛端直管段的密封板進(jìn)行焊接，彎頭間及其起彎點(diǎn)20mm范圍內(nèi)的密封板不進(jìn)行電焊（見圖3）。具體方法是在彎頭間的空隙處穿一條+8 mm圓鋼，在爐外側(cè)的鰭片上焊圓鋼拉釘，拉釘?shù)母叨葹?0 mm，拉釘?shù)拈g距為150 mm;在該處水冷壁下焊口上部20 mm處固定一條L50角鐵，在角鐵上方灌注50 mm厚的耐火混凝土，灌注的高度以該處水冷壁上焊口下部20 mm處為準(zhǔn)。這樣既保證了該處的密封性，又使該處的水冷壁彎頭膨脹自由，消除應(yīng)力集中問題，防止水冷壁管被拉裂。
2.3減少水冷壁安裝焊口數(shù)量
    取消112個(gè)水冷壁聯(lián)箱的管座焊接短管，將I、Ⅱ級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭加長，并直接焊接在聯(lián)箱上，共減少5584個(gè)焊口；還減少了原輕油槍預(yù)留孔焊口96個(gè)，消除了安全隱患。
2.4提高I、I級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭的材質(zhì)
    將I、Ⅱ級(jí)混合器處水冷壁進(jìn)、出口彎頭（即中輻射進(jìn)口彎頭、下輻射進(jìn)口及出口彎頭、冷灰斗出口彎頭）的管材由原20G改為15CrMo，提高了水冷壁彎頭的防爆漏能力。
3、水冷壁改造的注意事項(xiàng)
3.1提高水冷壁管材的采購質(zhì)量
    從采購到加工過程著力提高水冷壁管材的質(zhì)量，嚴(yán)格各項(xiàng)檢驗(yàn)制度，把好材質(zhì)關(guān)。水冷壁加工后，對(duì)所有對(duì)接焊口100%RT檢驗(yàn)+聯(lián)箱熱處理和硬度檢驗(yàn)，聯(lián)箱管座角焊縫著色檢查，并清理管子和聯(lián)箱內(nèi)部可能存在的鐵屑及雜物，進(jìn)行通球試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)，最后用膠塞封堵管口，確保水冷壁備品備件的質(zhì)量。
3.2提高水冷壁的安裝質(zhì)量
    應(yīng)選擇有豐富經(jīng)驗(yàn)的安裝單位進(jìn)行安裝，并嚴(yán)格按質(zhì)量控制計(jì)劃進(jìn)行各項(xiàng)檢查和驗(yàn)收。在水冷壁安裝前，由施工承包單位對(duì)水冷壁備品備件的焊口進(jìn)行5%RT抽檢，對(duì)所有水冷壁管屏、水冷壁彎頭進(jìn)行通球試驗(yàn)和核對(duì)圖紙尺寸，用內(nèi)窺鏡檢查聯(lián)箱的內(nèi)部情況，通球后用膠塞封堵管口，檢查管子表面，應(yīng)無裂紋、縮孔、夾渣、粘砂、折迭、重皮、咬邊等缺陷，再次確保水冷壁備品備件的質(zhì)量。
    采用間隔分段法進(jìn)行水冷壁管屏的拆裝，即沿四周水冷壁每隔1屏地更換水冷壁管屏，待安裝新管屏后再更換剩余的管屏。水冷壁管采用全氬焊接工藝。在舊水冷壁管割除時(shí)，必須使用機(jī)械切割方法割除，注意不得割傷相鄰管子。所有現(xiàn)場對(duì)接焊口進(jìn)行100% RT檢驗(yàn)，杜絕焊口焊瘤超標(biāo)、氣孔、夾渣等缺陷，確保焊口焊接質(zhì)量。
    大修鍋爐酸洗后，加強(qiáng)鍋爐受熱面管、聯(lián)箱的沖洗和排放水工作，以便將聯(lián)箱內(nèi)部可能積存的雜物沖洗干凈。同時(shí)，割除水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱、進(jìn)水過濾器的堵頭，檢查清理內(nèi)部異物，確保汽水系統(tǒng)內(nèi)部干凈、無雜物。
3.3提高鍋爐運(yùn)行的可靠性
    大修后對(duì)鍋爐進(jìn)行空氣動(dòng)力場試驗(yàn)，優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)整，防止?fàn)t膛燃燒火焰中心偏移。在機(jī)組啟動(dòng)前進(jìn)行鍋爐水動(dòng)力試驗(yàn)，嚴(yán)格按照鍋爐水動(dòng)力試驗(yàn)方案要求調(diào)整52個(gè)水冷壁節(jié)流閥的開度，使各屏水冷壁的水動(dòng)力分布合理，減少水冷壁管屏的吸熱偏差。
4、結(jié)  語
    水冷壁改造后，使5號(hào)、6號(hào)鍋爐水冷壁的結(jié)構(gòu)性能、安裝質(zhì)量得到了提高，2臺(tái)直流鍋爐水冷壁爆漏次數(shù)由2006年的13次下降到2008年的4次，至2008年10月28日，全廠實(shí)現(xiàn)了安全運(yùn)行1 004天，超過了該電廠歷史最好的安全運(yùn)行記錄。
    機(jī)組運(yùn)行實(shí)踐表明，改造后的水冷壁提高了對(duì)機(jī)組負(fù)荷變化的適應(yīng)能力，有效降低了水冷壁爆漏事故的發(fā)生次數(shù)，從而提高了鍋爐運(yùn)行的安全可靠性。


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1、生物質(zhì)壁爐
2、秸稈顆粒機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)