一、前言

火電機組潔凈化安裝管理是指通過對安裝設(shè)備及材料的運輸和貯存、安裝環(huán)境、安裝工藝、檢查和檢驗以及成品保護等環(huán)節(jié)的潔凈化控制，消除影響設(shè)備及系統(tǒng)運行的雜質(zhì)和污染物，確保設(shè)備和系統(tǒng)安全運行。特別是鍋爐汽水系統(tǒng)、汽機油系統(tǒng)、凝結(jié)水和除氧給水系統(tǒng)、發(fā)電機冷卻系統(tǒng)、四大管道、發(fā)電機、變壓器、油浸式電抗器、SF6斷路器、CIS裝置、電氣儀控盤柜、取樣和取源管道等設(shè)備。本文以點帶面，重點從鍋爐聯(lián)箱和受熱面異物進行討論。

隨著火電機組不斷向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，600MW等級、1000MW等級的超臨界及超超臨界鍋爐將逐步取代亞臨界鍋爐成為主力機組，從超臨界鍋爐試運及投運后的運行情況看，異物堵塞容易造成鍋爐短期過熱爆管，其爆管部位多發(fā)生在高溫過熱器、屏式過熱器、高溫再熱器入口聯(lián)箱的中部區(qū)域管屏；為此從結(jié)構(gòu)上簡要分析了異物堵塞引起的過熱爆管原因，提出了防止鍋爐異物堵塞爆管的技術(shù)措施：鍋爐調(diào)試吹管后應(yīng)進行檢查，包括檢查部位、方法、要點等，加強質(zhì)量控制，防止異物進入鍋爐受熱面，避免再次發(fā)生鍋爐爆管。

二、異物堵塞引起的鍋爐過熱爆管原因

在鍋爐制造、安裝、檢驗等過程中，已對鍋爐受熱面通球、聯(lián)箱清理和管蓋封堵采取較嚴(yán)格的措施，但其后漫長的制造、運輸、安裝等過程中因各種原因?qū)е庐愇锏羧胧軣崦鎯?nèi)。爐管排通球檢查監(jiān)督不到位，聯(lián)箱清理不徹底，導(dǎo)致管道內(nèi)遺存異物，運行時引發(fā)爆管。

異物堵塞引起的鍋爐過熱爆管主要發(fā)生在屏式過熱器（以下簡稱“屏過”）、高溫過熱（以下簡稱“高過”）和高溫再熱器（以下簡稱“高再”）的管屏。屏過前后分別是過熱器一、二級噴水減溫器。屏過、高過和高再的管屏都是多根管子并繞制而成，屏過、高過管屏一般都由20?根左右的管子并列繞制，每根管子的長度和彎頭數(shù)量有所區(qū)別，設(shè)計上為了保證每根管子的流量均勻，根據(jù)計算在入口聯(lián)箱上設(shè)置了節(jié)流孔。由于超臨界以上鍋爐壓力很高，一般設(shè)計上都采用厚壁小口徑管，這就造成管子內(nèi)徑很小，加上設(shè)計節(jié)流孔后，孔徑就更小，屏過、高過和高再入口聯(lián)箱的最小的節(jié)流孔是Φ11?mm。由于屏過、高過和高再入口聯(lián)箱的管系布置方式都是采用兩側(cè)對稱進汽的方式，這樣的結(jié)構(gòu)特點決定在吹管或運行時整個管系的雜物都被蒸汽吹掃到入口聯(lián)箱的中部區(qū)域，并集中在高過、屏過、高再入口聯(lián)箱的中部區(qū)域或中間聯(lián)箱中，而高過、屏過入口分配聯(lián)箱內(nèi)設(shè)計的節(jié)流孔非常小，雜物會在節(jié)流孔處發(fā)生堵塞，一旦堵塞必然發(fā)生爆管。

三、高溫受熱面檢測新技術(shù)的應(yīng)用

超臨界大容量鍋爐高溫受熱面易堵部位主要發(fā)生在屏過、高過、高再管屏，大約有五千多根管子，一萬多個彎頭。如果全部用射線拍片檢測，其費用昂貴、工期長達2個月，根本無法實現(xiàn)。因為設(shè)計有節(jié)流孔，所以用通鋼球的辦法也不行。超臨界大容量的屏過、高過、高再基本上是奧氏體鋼，用我公司開發(fā)的氧化皮及異物檢測儀器可以方便快速檢測到殘留在管子內(nèi)部的鐵磁性異物，其費用很低。

（1）原理

采用剩磁法和提升力法對奧氏體不銹鋼彎管內(nèi)部鐵磁性異物進行檢測。結(jié)果表明：外部磁場激化后，奧氏體不銹鋼彎管內(nèi)部異物的剩磁磁感應(yīng)強度和提升力均隨異物的大小增加而增大,在一定量后變化趨于平緩；剩磁磁感應(yīng)強度和提升力還與奧氏體不銹鋼管的規(guī)格有關(guān)，壁厚越大或內(nèi)徑越大，剩磁磁感應(yīng)強度和提升力越��；V型彎管內(nèi)異物的剩磁磁感應(yīng)強度和提升力大,U型彎管次之,L型彎管最小。剩磁法和提升力法是快速檢測奧氏體不銹鋼彎管內(nèi)部異物的一種新方法。

（2）實例

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? ? ?數(shù)據(jù)顯示? ? ? ? ??現(xiàn)場檢測

某電廠2號鍋爐的高溫受熱面奧氏體鋼管內(nèi)異物檢測，采用我司研發(fā)的奧氏體鋼管內(nèi)氧化皮檢測儀對鍋爐末級過熱器和屏式過熱器管子的下部奧氏體鋼彎管進行了檢測。對檢測數(shù)據(jù)較大的彎頭和確定有異物存在的彎頭，采用了射線檢測核對，以證實管內(nèi)異物是否存在或確定異物的尺寸大小。經(jīng)射線拍片復(fù)檢，末級再熱器出口部分自爐右至爐左72-1，75-2，75-10三根管子后彎頭部分證實有明顯異物堆積。

射線拍片結(jié)果及割管后異物情況如下圖所示：

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72排第1根管射線拍片及割管后異物情況

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75排第2根管射線拍片及割管后異物情況

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75排第10根管射線拍片及割管后異物情況

四、聯(lián)箱檢測新技術(shù)的應(yīng)用

大容量鍋爐聯(lián)箱的管徑一般都大于300mm，長度在5m以上，四周都是小管孔，聯(lián)箱內(nèi)部需要檢查的內(nèi)容有：

a、聯(lián)箱底部是否有異物；

b、管座焊口是否有根部缺陷；

c、節(jié)流孔是否有堵塞物。

檢測聯(lián)箱的內(nèi)窺鏡必須具備：

a、線纜長度10m以上，既軟又硬，能手推向前，同時又能拐彎，耐磨損；

b、探頭的清晰度高、景深大、照明強，以便觀察聯(lián)箱大管情況，同時需要

小直徑探頭進入小管觀察節(jié)流孔；

c、由于聯(lián)箱直徑大，探頭需要支架撐起來，但不能掉的小孔里；

d、內(nèi)窺鏡所有結(jié)構(gòu)設(shè)計必須圓滑過渡，否則卡在小管孔內(nèi)；

e、探頭進入聯(lián)箱的孔直徑不會很大，探頭直徑要小于70mm；

f、進入聯(lián)箱的孔也不一定在聯(lián)箱的端部，所以內(nèi)窺鏡不能用硬管送入。

（1）聯(lián)箱專用內(nèi)窺鏡的特點

1）聯(lián)箱視頻機器人

我司新研發(fā)的聯(lián)箱視頻機器人可從手孔（大于70mm）進入聯(lián)箱中電動爬行，電動升降支架將高清全景鏡頭置于聯(lián)箱中心線位置。鏡頭視角214度，可清晰顯示周向小孔圖像、小管孔的焊口和節(jié)流圈。檢測效率高，定位準(zhǔn)確，不留死角，檢查一個聯(lián)箱只需不到半小時。磁性行走輪吸附，避免重心不穩(wěn)側(cè)翻，且能把鐵磁性異物用磁輪帶出來。

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2）履帶爬行機器人

4驅(qū)、可轉(zhuǎn)向，越障、防水，帶磁性可爬垂直鐵磁性材料設(shè)備，工作距離100m以上，最小工作直徑100mm。

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3）磁力爬行機器人

6驅(qū)、可轉(zhuǎn)向、防水，垂直拉力2kg，工作距離50m以上, 最小工作直徑70mm適用鐵磁性材料設(shè)備檢測。

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4）彈力爬行機器人

依靠彈力支撐于管道內(nèi)壁，3驅(qū)、可變徑、防水，垂直、水平管道、90°彎頭都可爬行適應(yīng)任何材質(zhì)管道檢測。

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5）A系列/N系列工業(yè)內(nèi)窺鏡

從小孔到大管，一臺內(nèi)窺鏡全搞定。1700萬像素全景高清探頭讓微小缺陷一覽無余!

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6）異物打撈裝置

一種適用于管道內(nèi)可視化異物抓取裝置，通過爪臂張合，從而實現(xiàn)異物抓取。

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工程案例：

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某電廠1號爐的高溫過熱器聯(lián)箱中發(fā)現(xiàn)的金屬異物見下 4 圖：

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某電廠1號爐潔凈化檢測后屏進口集箱右中發(fā)現(xiàn)焊渣類堆積如下圖：

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省煤器進口集箱左中發(fā)現(xiàn)金屬氧化物粉末堆積如下圖：

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低再進口集箱中發(fā)現(xiàn)有大量主汽門爆裂的螺栓螺桿等異物如下圖：

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（2）聯(lián)箱專用內(nèi)窺鏡使用實例

超臨界及以上鍋爐的聯(lián)箱一般設(shè)計有檢查手孔，可以割開入口聯(lián)箱的手孔進行檢查；對無手孔的，可以對照入口聯(lián)箱圖紙，找一個沒有節(jié)流孔的管子，在距聯(lián)箱外壁約70 mm 處將管子切割開，從割開的小管接頭處伸入內(nèi)窺鏡進行檢查。檢查的部位根據(jù)屏過左右方向的總排數(shù)，確定檢查最中間的一個或兩個入口聯(lián) 箱，先檢查中間聯(lián)箱內(nèi)部有無雜物，如果有雜物，則擴大檢查范圍。無論是切割管子和手孔，一定要采用機械切割的方式而不能采用火焰切割方式，防止氧化鐵進入U形管子底部彎頭或聯(lián)箱內(nèi)無法清理而導(dǎo)致爆管。在切割完成并用手動葫蘆拉開管子后，再用內(nèi)窺鏡進入聯(lián)箱內(nèi)部檢查。內(nèi)部雜物一般沉積在聯(lián)箱的底部。

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五、結(jié)論

超臨界大容量鍋爐高溫受熱面易堵部位主要發(fā)生在奧氏體不銹鋼材質(zhì)的屏過、高過、高再管屏，使用氧化皮及異物檢測儀器可以方便快速檢測到殘留在管子內(nèi)部的鐵磁性異物，其工期不到一周，費用很低。聯(lián)箱是吹管后異物留存的重要部位，使用專用內(nèi)窺鏡100%檢測聯(lián)箱是保證不爆管的一項重要措施。