锅炉清洁度检查及异物打捞新技术的应用

Alexandria2020

锅炉清洁度检查及异物打捞新技术的应用

一前言

火电机组洁净化安装管理是指通过对安装设备及材料的运输和贮存、安装环境、安装工艺、检查和检验以及成品保护等环节的洁净化控制，消除影响设备及系统运行的杂质和污染物，确保设备和系统安全运行。特别是锅炉汽水系统、汽机油系统、凝结水和除氧给水系统、发电机冷却系统、四大管道、发电机、变压器、油浸式电抗器、SF6断路器、CIS装置、电气仪控盘柜、取样和取源管道等设备。本文以点带面，重点从锅炉联箱和受热面异物进行讨论。

随着火电机组不断向高参数、大容量方向发展，600MW等级、1000MW等级的超临界及超超临界锅炉将逐步取代亚临界锅炉成为主力机组，从超临界锅炉试运及投运后的运行情况看，异物堵塞容易造成锅炉短期过热爆管，其爆管部位多发生在高温过热器、屏式过热器、高温再热器入口联箱的中部区域管屏；为此从结构上简要分析了异物堵塞引起的过热爆管原因，提出了防止锅炉异物堵塞爆管的技术措施：锅炉调试吹管后应进行检查，包括检查部位、方法、要点等，加强质量控制，防止异物进入锅炉受热面，避免再次发生锅炉爆管。

二异物堵塞引起的锅炉过热爆管原因

在锅炉制造、安装、检验等过程中，已对锅炉受热面通球、联箱清理和管盖封堵采取较严格的措施，但其后漫长的制造、运输、安装等过程中因各种原因导致异物掉入受热面内。炉管排通球检查监督不到位，联箱清理不彻底，导致管道内遗存异物，运行时引发爆管。

异物堵塞引起的锅炉过热爆管主要发生在屏式过热器（以下简称“屏过”）、高温过热（以下简称“高过”）和高温再热器（以下简称“高再”）的管屏。屏过前后分别是过热器一、二级喷水减温器。屏过、高过和高再的管屏都是多根管子并绕制而成，屏过、高过管屏一般都由20 根左右的管子并列绕制，每根管子的长度和弯头数量有所区别，设计上为了保证每根管子的流量均匀，根据计算在入口联箱上设置了节流孔。由于超临界以上锅炉压力很高，一般设计上都采用厚壁小口径管，这就造成管子内径很小，加上设计节流孔后，孔径就更小，屏过、高过和高再入口联箱的最小的节流孔是Φ11 mm。由于屏过、高过和高再入口联箱的管系布置方式都是采用两侧对称进汽的方式，这样的结构特点决定在吹管或运行时整个管系的杂物都被蒸汽吹扫到入口联箱的中部区域，并集中在高过、屏过、高再入口联箱的中部区域或中间联箱中，而高过、屏过入口分配联箱内设计的节流孔非常小，杂物会在节流孔处发生堵塞，一旦堵塞必然发生爆管。

三高温受热面检测新技术的应用

超临界大容量锅炉高温受热面易堵部位主要发生在屏过、高过、高再管屏，大约有五千多根管子，一万多个弯头。如果全部用射线拍片检测，其费用昂贵、工期长达2个月，根本无法实现。因为设计有节流孔，所以用通钢球的办法也不行。超临界大容量的屏过、高过、高再基本上是奥氏体钢，用我公司开发的氧化皮及异物检测仪器可以方便快速检测到残留在管子内部的铁磁性异物，其费用很低。

（1）原理

采用剩磁法和提升力法对奥氏体不锈钢弯管内部铁磁性异物进行检测。结果表明：外部磁场激化后，奥氏体不锈钢弯管内部异物的剩磁磁感应强度和提升力均随异物的大小增加而增大,在一定量后变化趋于平缓；剩磁磁感应强度和提升力还与奥氏体不锈钢管的规格有关，壁厚越大或内径越大，剩磁磁感应强度和提升力越小；V型弯管内异物的剩磁磁感应强度和提升力大,U型弯管次之,L型弯管最小。剩磁法和提升力法是快速检测奥氏体不锈钢弯管内部异物的一种新方法。

（2）实例

     数据显示          现场检测

某电厂 2号锅炉的高温受热面奥氏体钢管内异物检测，采用我司研发的奥氏体钢管内氧化皮检测仪对锅炉末级过热器和屏式过热器管子的下部奥氏体钢弯管进行了检测。对检测数据较大的弯头和确定有异物存在的弯头，采用了射线检测核对，以证实管内异物是否存在或确定异物的尺寸大小。经射线拍片复检，末级再热器出口部分自炉右至炉左72-1，75-2，75-10三根管子后弯头部分证实有明显异物堆积。

射线拍片结果及割管后异物情况如下图所示：

72排第1根管射线拍片及割管后异物情况

75排第2根管射线拍片及割管后异物情况

75排第10根管射线拍片及割管后异物情况

四联箱检测新技术的应用

大容量锅炉联箱的管径一般都大于300mm，长度在5m以上，四周都是小管孔，联箱内部需要检查的内容有：
a、联箱底部是否有异物；
b、管座焊口是否有根部缺陷；
c、节流孔是否有堵塞物。
检测联箱的内窥镜必须具备：
a、线缆长度10m以上，既软又硬，能手推向前，同时又能拐弯，耐磨损；
b、探头的清晰度高、景深大、照明强，以便观察联箱大管情况，同时需要
小直径探头进入小管观察节流孔；
c、由于联箱直径大，探头需要支架撑起来，但不能掉的小孔里；
d、内窥镜所有结构设计必须圆滑过渡，否则卡在小管孔内；
e、探头进入联箱的孔直径不会很大，探头直径要小于70mm；
f、进入联箱的孔也不一定在联箱的端部，所以内窥镜不能用硬管送入。
（1）联箱专用内窥镜的特点
1）联箱视频机器人

我司新研发的联箱视频机器人可从手孔（大于70mm）进入联箱中电动爬行，电动升降支架将高清全景镜头置于联箱中心线位置。镜头视角214度，可清晰显示周向小孔图像、小管孔的焊口和节流圈。检测效率高，定位准确，不留死角，检查一个联箱只需不到半小时。磁性行走轮吸附，避免重心不稳侧翻，且能把铁磁性异物用磁轮带出来。

2）履带爬行机器人

4驱、可转向，越障、防水，带磁性可爬垂直铁磁性材料设备，工作距离100m以上，最小工作直径100mm。

3）磁力爬行机器人

6驱、可转向、防水，垂直拉力2kg，工作距离50m以上, 最小工作直径70mm适用铁磁性材料设备检测。

4）弹力爬行机器人

依靠弹力支撑于管道内壁，3驱、可变径、防水，垂直、水平管道、90°弯头都可爬行适应任何材质管道检测。

5）A系列/N系列工业内窥镜

从小孔到大管，一台内窥镜全搞定。1700万像素全景高清探头让微小缺陷一览无余!

6）异物打捞装置

一种适用于管道内可视化异物抓取装置，通过爪臂张合，从而实现异物抓取。

工程案例：

某电厂1号炉的高温过热器联箱中发现的金属异物见下 4 图：

某电厂1号炉洁净化检测后屏进口集箱右中发现焊渣类堆积如下图：

省煤器进口集箱左中发现金属氧化物粉末堆积如下图：

低再进口集箱中发现有大量主汽门爆裂的螺栓螺杆等异物如下图：

（2）联箱专用内窥镜使用实例

超临界及以上锅炉的联箱一般设计有检查手孔，可以割开入口联箱的手孔进行检查；对无手孔的，可以对照入口联箱图纸，找一个没有节流孔的管子，在距联箱外壁约70 mm 处将管子切割开，从割开的小管接头处伸入内窥镜进行检查。检查的部位根据屏过左右方向的总排数，确定检查最中间的一个或两个入口联 箱，先检查中间联箱内部有无杂物，如果有杂物，则扩大检查范围。无论是切割管子和手孔，一定要采用机械切割的方式而不能采用火焰切割方式，防止氧化铁进入U形管子底部弯头或联箱内无法清理而导致爆管。在切割完成并用手动葫芦拉开管子后，再用内窥镜进入联箱内部检查。内部杂物一般沉积在联箱的底部。

五、结论

超临界大容量锅炉高温受热面易堵部位主要发生在奥氏体不锈钢材质的屏过、高过、高再管屏，使用氧化皮及异物检测仪器可以方便快速检测到残留在管子内部的铁磁性异物，其工期不到一周，费用很低。联箱是吹管后异物留存的重要部位，使用专用内窥镜100%检测联箱是保证不爆管的一项重要措施。

内容来源：锅炉人