摘要：本文介绍了可门公司通过精益管理工具对锅炉“四管”防磨防爆工作长抓不懈，坚持“预防为主”，不断摸索“四管”泄漏的特点和规律，分析影响因素、制订有效的防范措施。经过几年的生产实践，在锅炉“四管”泄漏的预防和控制上取得了一定的成绩，总结出了一套实用性很强的防磨防爆设备管理创新经验，实现了四台机组连续35个月四管零泄漏、零非停，可靠性指标达到国内同类型机组先进水平。
关键词：锅炉四管；防磨防爆；零泄漏
1 现状诊断
1.1 选题背景
福建华电可门发电有限公司现有装机4×600MW，锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。
近年来全国煤价持续上涨高位运行，火电经营效益下滑，锅炉掺烧劣质煤，机组变负荷频繁易造成锅炉“四管”泄漏。去年集团公司火电共发生强迫停运事件中锅炉“四管”泄漏因素约占比三分之一。
结合公司大力推行精益管理时机，锅炉防磨防爆领导小组以问题为导向，对疑难杂症开展精益管理专项研讨并攻关，将锅炉四管防磨防爆管理工作经验提升并固化成果，创造经济效益。
1.2 成立团队
由生产副总牵头成立“锅炉铁汉子”团队，成员囊括了生技部、维修部、发电部三个部门的骨干力量。
1.3 历年锅炉爆管缺陷分析调查
通过对可门公司2008年四机全投到2017年爆管次数及原因统计，得出这几年总计爆管23次。其中氧化皮堆积造成爆管12次，磨损减薄造成爆管5次，应力拉裂造成爆管4次，母材缺陷造成爆管1次，掉焦砸伤造成爆管1次。
氧化皮造成的爆管占据总次数的一半，其次是磨损、拉裂、母材缺陷及掉焦砸伤。
按每次爆修检修花费20万，启停机花费100万费用计算，共损失2760万。（这还未计算少发电量造成的效益损失）公司因爆管年均直接损失约307万。
1.4 制定目标
通过对锅炉“四管”检修、运行、技术进行精益管理创新，助力公司实现全年四管“零”泄漏目标！
2 原因分析
2.1 氧化皮脱落爆管原因
2.1.1 逢停必查不彻底，未对易产生氧化皮堆积弯头部位进行100%无损检测。
2.1.2 管材抗高温氧化性能差，氧化皮生成速率快。
2.1.3 氧化皮剥落后形态较大片，不易被蒸汽带走而堆积在弯头。
2.1.4 启停机过程或异常工况下壁温控制不到位，导致管材温变率大造成氧化皮剥落。
2.1.5 给水处理指标控制不到位造成氧化皮生成速率过快。
2.1.6 相关控制系统逻辑未优化，导致壁温易出现周期性波动。
2.2 管子冲刷减薄爆管原因
2.2.1 未制定专项方案，进行全覆盖检查。
2.2.2 检测手段有效性不足，未发现微观隐蔽缺陷。
2.2.3 局部形成烟气走廊持续冲刷管子。
2.2.4 管夹变形导致管排出列后持续被烟气冲刷。
2.2.5 防磨瓦加工精度粗糙导致贴合性不良造成瓦内涡流磨损及吹灰蒸汽折向吹损后面第二、三排管子。
2.2.6 燃烧器未调整好，导致火焰持续刷墙。
2.3 应力拉裂造成爆管原因
2.3.1 易拉裂部位未在检修期间全部进行渗透检测。
2.3.2 应力集中部位未进行应力释放。
2.3.3 支吊架、阻尼器调整不到位造成管道失载或过载。
2.3.4 水冷壁鰭片开裂处未全部打止裂孔。
2.3.5 未引进新技术对埋藏裂纹及应力集中部位进行深入无损检测。
2.4 母材缺陷造成爆管原因
2.4.1 金属监督人员未通过各项无损检测技术对受监督管子各个生产、使用环节进行全面无损检测。
2.4.2 对检测出存在缺陷的管子未举一反三扩大排查范围，未下达偏差并落实整改闭环。
2.5 掉焦砸伤水冷壁爆管原因
2.5.1 大焦掉落至水冷壁斜坡段时，未能及时将大焦破碎。
2.5.2 运行人员未能及时巡检发现受热面结大焦并及时设法清除。
2.5.3 吹灰器有效性不足导致受热面结大焦。
3 制定对策并实施
3.1 氧化皮防治措施
3.1.1 对末级过热器、末级再热器、屏式过热器的出口弯头进行氧化皮100%无损检测，堵管率超过20%则进行割管清理。T91管100%射线检测，不锈钢管100%远场涡流检测。
3.1.2 内壁附着的氧化皮清理采用铜棒敲击加压缩空气吹扫方式进行清理装袋称重。内窥镜确认是否有残留，直至清理干净。
3.1.3末级过热器、末级再热器所有管屏全部都升级为更耐高温的TP347HFG、SUP304H材料加内壁喷丸处理管材，提高蒸汽侧抗高温氧化性能。
3.1.4 在炉膛内部末过末再部管屏上增设壁温测点，与大罩壳内壁温测点进行比对，能更精准的对壁温进行判断和控制。运行控温更精准减缓氧化皮生成，管壁超温次数同比下降。
3.1.5 启机参数精益控制：
3.1.5.1锅炉点火前各水冷壁和主、再热汽温均升到100度以上，高、低旁投入运行，过热器和再热器建立水循环，使得各壁温更可控，避免了过热器、再热器干烧。
3.1.5.2启机过程，升温速率按小于1.3℃/min控制。
3.1.5.3过热器、再热器出口蒸汽温度左右偏差不超过10℃。
3.1.5.4屏式过热器出口蒸汽温度左右偏差不超过20℃。
3.1.5.5按照温度高点控制蒸汽温度，锅炉水平烟道转向室左右侧烟温差不大于35℃。
3.1.5.6启动后一周内，向省调申请维持高负荷（≥500MW），进行大流量冲洗氧化皮。
3.1.5.7利用锅炉PSSS系统控制吸热偏差Kr系数在1.15-1.25，保证Kr系数最高点在左侧屏而不在中间屏。
3.1.5.8若上述汽温波动超过20℃/5min，则降低机组的升、降负荷速率，待温度稳定后再继续。
3.1.5.9开机后末过末再汽温先按560℃（比额定降10℃）控制，带500MW以上负荷7天后，再按每天升2℃升到额定值。
3.1.6停机参数精益控制：
3.1.6.1机组停机过程中控制主再汽温温降小于1℃/min，压降小于0.1～0.2MPa/min。
3.1.6.2停炉后闷炉采用闷炉48h+10h自然通风方式，锅炉放水完毕前不进行锅炉自然通风。
3.1.6.3停炉后采用热炉带压放水，当汽水分离器压力下降至1.6MPa时开启水冷壁、省煤器进口集箱放水门，带压将水排空；汽水分离器压力下降至0.1MPa以下时，关闭主、再热系统所有排大气疏放水门及放空气门，开启主再门前疏水门及高低压旁路对锅炉受热面进行真空余热烘干60min，真空余热烘干后，降低汽机真空至60kPa，开启省煤器出口空气门、分离器空气门，进行60min空气置换工作。空气置换结束后，关闭省煤器出口空气门、分离器空气门，开启主再门前疏水门和高低旁，对锅炉受热面抽真空60min。热炉放水结束后，关闭与炉侧系统有关联的所有疏水及空气门，进行密闭冷却。
3.1.7 集控运行通过指标竞赛精益控温，汽温控制服从壁温控制原则。
3.1.8 异常工况控温：
3.1.8.1当汽温、壁温波动超20℃/5min，例如送、引、一次风机、捞渣机、磨煤机、给水泵等重要辅助设备RB，则立刻回到“开机模式”进入一周特护期！
3.1.8.2控制汽、壁温变率不高于1.4℃/min，大幅度扰动后负荷稳定时间30min。
3.1.8.3主蒸汽温度降10℃观察一天后评估决策是否“降温运行保持一周，然后每日2℃升至正常值”的措施。
3.1.8.4保持上煤煤种稳定，采用高熔点煤种，防止锅炉结焦。
3.1.8.5向省调提交高负荷吹扫申请，保持高负荷运行。负荷稳定在≥500WM运行，严禁投AGC运行。
3.1.8.6过热器二级减温水禁用。
3.1.8.7火焰中心不偏斜，PSSS吸热偏差不超过1.25。
3.1.9 每次检修期间割管取样送检测量并记录取样管的氧化皮生成厚度、重量。通过监控及摸索规律预测氧化皮的脱落周期，并成功预防。
3.1.10 主蒸汽氧控制不超10ug/kg；除氧器出口氧控制在10-30ug/L；省煤器入口氧控制在10-30ug/L；PH值控制在9.0-9.2；SC控制在2.5-4.5uc/cm。
3.1.11 热工控制措施：
3.1.11.1提高给水、一、二级过热减温水、再热器减温水调节品质，减轻系统温度的周期性波动幅度和速率。
3.1.11.2不断完善热工自动控制系统，对机组协调系统的逻辑进一步优化。
3.1.11.3锅炉检修期间安排对管壁集热块安装焊接工艺是否有效紧密贴合进行排查，确保数据准确。
3.1.11.4按时送检各相关计量器具，确保测量值传递准确、灵敏、可靠。
3.1.11.5四管相关主要仪表、自动调节系统、热控保护装置热控人员每天至少巡检一次，确保设备可靠地投入运行。
3.2 减薄防治措施
3.2.1吹灰器提升阀结合面定期滚动研磨，确保吹灰器不内漏，保证吹灰器周边受热面不被吹损。
3.2.2采用无损检测新技术远场涡流检测水冷壁管内外壁磨损减薄、腐蚀减薄及裂纹等缺陷的大小、位置和深度。大面积检测时采用机器人检测。
3.2.3 对所有易受烟气冲刷区域浇筑耐火浇筑注料，避免烟气冲刷。
3.2.4对无法做浇筑料覆盖又易受烟气冲刷区域管子进行超音速防磨喷涂处理，减缓冲刷。
3.2.5 对旧型管夹进行设计改造，新管夹能确保各管排不变形出列，避免出列后被吹灰蒸汽吹损或烟气冲刷减薄。
3.2.6原厂配套防磨瓦贴合度差，对旧型防磨瓦进行设计改造，通过增加加工工序，让新型防磨瓦半圆面能与所扣管子进行无间隙贴合，有效避免瓦内涡流磨损及吹灰蒸汽折向吹损后方第二、三排管子。
3.2.7对四角切圆燃烧器精益检修，精调一次风、二次风、COFFA、SOFA喷嘴同层摆动角度偏差，确保锅炉燃烧切圆良好。检修后进行动力场烟花示踪试验进行验证，防止火焰冲刷水冷壁墙。
3.3 拉裂防治措施
3.3.1 制定针对性检查方案，对炉膛内部易拉裂部位表面进行100%渗透探伤。
3.3.2 对燃烧器四角上下部筋板与水冷壁焊接处易拉裂部位进行应力释放。
3.3.3 委托电科院在热态时全面检查锅炉四大管道支吊架存在问题，并在检修期间对四大管道所有支吊架、阻尼器进行全面检修、调整，最终出具专项技术报告。
3.3.4 采用无损检测新技术磁记忆检测仪对集箱角焊缝易应力集中区全面检测并记录数据变化。
3.3.5 采用远场涡流技术对水冷壁易拉裂处进行裂纹检测。
3.3.6 对水冷壁管子易被鳍片拉裂位置全部打止裂孔。
3.4 母材缺陷防治措施
3.4.1 金属监督人员通过各项无损检测技术对受监督管子各个环节进行全面检验，确保检测无盲区。
3.4.1.2 金属监督人员对检测出缺陷的管子举一反三扩大检查范围并下达整改通知，验收合格后及时闭环，确保缺陷不遗漏。
3.5 掉大焦防治措施
3.5.1 优化设计在落渣口处斜坡段水冷壁鳍片上加焊设置防砸不锈钢钉，在掉焦落下时能将焦块在接触到水冷壁管之前破碎开。
3.5.2 对全炉膛吹灰器进行精益化管理，优化吹灰运行方式。保证管屏吹灰有效性、及时性，彻底清除管壁积灰，避免结焦。
3.5.3 巡操定时巡查锅炉结焦情况，及时采用除焦剂适时除焦，有效防止掉焦形成后掉落砸伤管子。
3.6 “四管”防治措施成效
在公司领导的正确指导及锅炉“铁汉子”防磨防爆团队的共同努力下，可门公司的四台锅炉2017全年未发生因锅炉四管泄漏造成的机组非计划停运，锅炉四管精益管理措施取得显著成效！
3.6.1 有形效益
按每台机组每年减少0.5次非停计算，抢修时间７天，则
a、直接减少发电效益损失=4*600000（千瓦）*24*7（抢修天数）*0.75（75%负荷率）*0.5（年次/台）*0.06（度电边际贡献）=907万元。
b、直接减少检修、启机费用=20（万/台/次）*4台*0.5次+100（万/台/次）*4台*0.5=240万元。（按最低检修费用20（万/台/次），机组启停直接费费100（万/台/次））。
c、项目每年节约效益=907万+240万=1147万元。
3.6.2 无形效益
为公司培养了一大批精益四管检修、精益燃烧调整及金属、化学监督人才，锅炉“四管”防磨防爆技术得到有效传承！
4 技术措施标准化
4.1 对原有标准化文件《锅炉高温受热面氧化皮防治实施细则》《锅炉“四管”防磨防爆管理规定》《金属技术监督管理实施细则》《运行超温管理办法》《化学监督管理规定》进行相关内容条款修订。
4.2优化防磨防爆工作管理流程
为加强四管消缺过程质量把控，检修现场定置精益管理看板。实行每日上、下午签到制度，专业、部门、厂部分管人员必须按照要求对现场进行每日至少两次巡查及质量监督，并在看板上的监督意见栏中认真填写现场监督管理意见及署名，以此提高各级管理人员在现场的监督检查力度。
5 结束语
创新转型，永无止境，只有不断取得突破方能在竞争中脱颖而出。后续为进一步优化锅炉“四管”防磨防爆管理工作，可门公司计划通过以下几种方式对自身防磨防爆管理再进一步提升：
5.1 通过外出调研兄弟单位先进管理、技术经验，吸收归纳总结以提升防磨防爆整体水平。
5.2通过引进无损检测新技术，提高四管缺陷检出成功率。
5.3通过引进先进电子信息系统（如3D可视化系统），完善四管防磨防爆管理系统信息录入、存档、分析及调阅。
5.4 不断完善四管防磨防爆培训基地建设，让技术得到有效传承。
5.5 利用微信等软媒体信息平台加强知识获取并学以致用。
参考文献（References）：
[1] 大唐国际防磨防爆培训基地.锅炉防磨防爆培训教材[M]中国电力出版社，2016.
[2] 张磊，廉根宽.电站锅炉四管泄漏分析与治理[M]水利水电出版社，2009.
作者简介：
林星（1983-），男，福建龙岩人，工程师，工学学士，从事锅炉本体及辅机等设备故障分析及处理方面的工作。
论文作者:林星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
标签：锅炉论文; 水冷论文; 精益论文; 蒸汽论文; 缺陷论文; 机组论文; 应力论文; 《电力设备》2018年第27期论文;