锅炉后水冷壁对流排管泄漏原因分析及改进

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 大唐七台河发电有限责任公司350 MW机组的HG-1170/17.4-YM1锅炉四周布置全焊式膜式水冷壁，以吸收炉膛辐射热，水冷壁管径为63.5×8，节距为76.2 mm，材质为20 G。后墙水冷壁经折焰角后抽出31根管作为后水冷壁吊挂管，管径为76×13，其余继续向炉后延伸转弯形成水冷壁延伸侧墙和106根后水冷壁对流排管，管径均为76×13。后水冷壁对流排管除中间一排管子外，其余按锅炉中心线对称布置，自炉左到炉右共计45排，排与排之间距离为304.8 mm，每排管子数量为1，2，3，4根不等。后水冷壁对流排管底部通过弯头与后水冷壁斜坡焊接，顶部穿越顶棚管、一次密封板、绝热混凝土、二次密封板、硅酸铝复合涂料后，与后水冷壁上联箱管座焊接。
 2002-01-21～2002-04-08，2个多月内1号机组锅炉后水冷壁对流排管共发生3次泄漏。泄漏点都出现在管子顶部穿越顶棚与一次密封板焊接处及管子底部弯头处，其中管子顶部10处，底部4处。

1 泄漏原因分析

 后水冷壁对流排管布置比较复杂，管子穿越顶棚处与一次密封板焊接，弯头下方直管处与后水冷壁底部密封板焊接，此2处为固定死点，二者间距为12 148 mm，虽然在泄漏处理中将对流排管与顶棚一次密封板焊接处全部割开，将26排管间距较大的对流排管与底部一次密封板焊接处割开，但仍然没有从根本上解决管子出现裂纹泄漏问题。
 从设备热态运行角度分析，后水冷壁对流排管内部受汽水混合物脉动冲击，外部受高温烟气飞灰冲刷，同时受锅炉运行状况影响，所受的交变应力和振动都很大，管子受力如图1所示。由于管子顶部与底部距离较大，管子摆动挠度与管子长度成正比，因而管子顶部与底部固定点所受的剪力最大。
 为从根本上解决后水冷壁对流排管泄漏问题，应从提高管子弯曲刚度入手，增加管子支撑约束。根据现场实际情况，在后水冷壁对流排管中部加装一组固定装置，使成组的管子联在一起，可以大大提高管子的弯曲刚度，从而避免后水冷壁管子端部产生裂纹，导致泄漏事故的发生。

2 固定装置加装方法

 由于后水冷壁对流排管共45排106根沿水平烟道横向布置，因此可以将管排分成7组，每组6～7排进行固定。以锅炉正中7排22根管一组为例，如图2所示。
 (1) 将60 mm×20 mm×6 mm的Q235—A钢板在后水冷壁对流排管中部与每排管子外侧以
8 mm角焊缝焊接，焊接用熔焊金属为E50。
 (2) 将12的1Cr18Ni9Ti圆钢沿烟道横向穿在每排同一位置的管子之间，最外侧的圆钢与上述的6 mm钢板以8 mm角焊缝焊接，焊接用熔焊金属为ENi。
 (3) 将12材质为1Cr18Ni9Ti的U形圆钢夹在每排管子的两侧，与(2)中所述的圆钢以8 mm角焊缝焊接，焊接用熔焊金属为ENi。
 七台河发电有限责任公司1号机组的HG-1170/17.4-YM1锅炉后水冷壁对流排管加装固定装置后，至今还没有发生泄漏事故。