李传帅
摘 要 某电厂335MW机组锅炉壁再管存在裂纹、疲劳等隐患，壁再与水冷壁固定方式存在设计缺陷，严重影响机组安全稳定运行。通过总结#1炉和#4炉壁式再热器存在的问题，并进行原因分析，找出解决方案和措施。经分析，通过更换壁式再热器管，调整壁再与水冷壁的固定方式，可以有效消除壁再管固定板处裂纹隐患，保障机组安全稳定运行。
关键词 壁再管;裂纹;缺陷分析;改造
中图分类号： TM621.2文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.027
0 概述
某电厂335MW机组采用东方锅炉厂生产的DG1000/107-1型亚临界、自然循环、倒U型、切向燃烧、固态除渣汽包锅炉[1]。壁式再热器单排垂直布置在炉膛上部大屏区，紧贴在前墙和侧墙水冷壁管向火面上，水冷壁管和壁式再热器管子中心距离为67mm。壁式再热器（简称壁再）规格φ50×4mm，材质12Cr1MoV，节距S=50.8mm。
由于設计、制造、安装、检修、运行及煤种等多方面因素，锅炉“四管”泄露是长期困扰火电厂安全生产的难题，严重影响企业经济效益。据统计，四管泄漏约占年度停运次数的30%，四管泄漏后，停炉处理耗费巨大的人力、财力、物力，企业经济、社会效益损失巨大[2-3]。
1 存在问题
1.1 #1炉壁再管存在的问题
#1炉壁式再热器自投产运行30多年以来多次发生泄漏，2018年4月26日，#1炉水压试验发现前墙右数第9、22、24根壁再管泄漏，管子表面出现贯穿性裂纹，如图1所示。2019年4月24日，#1炉水压试验发现左侧墙前数第111根壁再管泄露，管子表面出现裂纹，如图2所示。
统计#1炉壁再管出现的缺陷，如表1所示。
1.2 #4炉壁再管存在的问题
#4炉壁再自投产以来已运行30年，2017年11月26日，#4炉水压试验发现左墙前数第50根壁再管泄漏，如图3所示。将固定块割开检查，发现固定块存在裂纹，并延伸伤及壁再管，全面检查发现共26根壁再管绑带与管子焊接部位存在裂纹，在较大应力作用下，裂纹延伸伤及母管。
统计#4炉壁再管出现的缺陷如表2所示。
通过对#1炉和#4炉壁再缺陷统计发现，壁再管缺陷呈现增多趋势，且停炉检修期间较难发现渗漏问题，对水压试验依赖性高，治理难度较大。壁再与水冷壁固定方式存在设计缺陷，壁再管固定块处裂纹较多，延伸伤及母管，严重威胁机组安全稳定运行。
2 原因分析
壁式再热器全部固定在水冷壁管上，并与水冷壁组件组装出厂，沿炉宽方向前墙有6组，两侧墙有3组，为保证壁再管整片紧贴在水冷壁上，在宽度方向每隔2～3根水冷壁有一处焊接死点，而在垂直方向有7道绑带。壁再管固定方式如图4所示，壁再管与水冷壁之间用绑带、拉紧板及压板组成的固定装置加以固定。相互间结构关系为：壁再管与背后的绑带相连（连接方式有导向和固定两种），绑带与拉紧板相焊，拉紧板穿出水冷壁后与压板焊牢，而压板贴紧在外侧水冷壁管上。为了保证壁再管能整片紧贴在水冷壁管上，在宽度方向每隔2～3根水冷壁管即有一块拉紧板穿出拉紧[4]。
锅炉在启动和运行时，壁式再热器和水冷壁流动的介质不同，管子壁温和材质也不同。壁再下端与水冷壁的固结点（穿墙处）随水冷壁一起向下膨胀，在固定节点以上的壁再管因与水冷壁存在温差，相对于水冷壁向上膨胀，越往上膨胀差越大。
壁再管在锅炉各个运行工况时相对水冷壁管的位移量是不一样的。在额定负荷下，壁再管壁温高于水冷壁管壁温，因此壁再管相对于水冷壁管向上膨胀。而在锅炉启动阶段，因壁式再热器蒸汽流量很小或没有，壁再和水冷壁温差最大。管壁温差较大，将造成膨胀不同，在焊接死点位置引起应力集中，产生裂纹源，随着机组长时间运行，裂纹不断扩大，形成贯穿性裂纹，引起泄漏。
3 改造方案及措施
为解决壁式再热器管子裂纹问题，需要更换壁式再热器管，调整壁再与水冷壁的固定方式，预留的膨胀量应以温差最大的启动阶段作为计算工况。具体改造方案如下：
（1）更换壁式再热器管，同时增加壁再弯管的柔性，吸收壁再与水冷壁之间的膨胀差。
（2）将壁再与水冷壁之间的连接装置由7排改为6排，保证壁再与水冷壁的相对节距，且减少了壁再轴向自由膨胀的阻力。
（3）改造壁再管与水冷壁之间活动节点的结构。拉紧板直段长度加长，确保绑带有足够的滑动空间，受热时，保证壁再的自由膨胀，避免管排发生膨胀受阻。壁再管之间及壁再与绑带之间的塞焊圆钢加大，改善焊接的视野，避免焊接缺陷。
4 结束语
通过对壁式再热器的改造，可以有效消除壁再管固定板处焊缝裂纹、疲劳隐患，也可以避免壁再管膨胀受阻、管子出列、过热氧化、附件拉裂泄漏等问题，保障机组安全稳定运行。
参考文献
[1]辛本权，于峰，董强，等.335MW机组锅炉检修规程[M].邹县发电厂，2017：1-5.
[2]徐春.国产600MW超临界机组锅炉受热面典型缺陷与治理[J].锅炉技术，2014，45（5）：77-80.
[3]1890t/h锅炉过（再）热器典型缺陷分析与治理[J].发电设备，2014，28（6）：448-451.
[4]孙玉振.邹县电厂1000t/h亚临界自然循环锅炉说明书[M].上海电力学院，1986：17-18.
