大型锅炉机组检修方案.doc

省煤器检修一 概况 省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热锅炉给水的设备。它的主要作用是吸收锅炉尾部低温烟气的热量，降低排烟温度，提高锅炉效率，提高给水进入汽包的温度。由于给水在进入汽包前，先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，因此省煤器取代了部分蒸发受热面。给水通过省煤器提高了给水温度，减少了给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包的热应力降低，防止了汽包弯曲变形。所以，省煤器已成为现代大型锅炉必不可少的换热部件之一。 省煤器有沸腾式和非沸腾式两种。现代大型锅炉因为压力很高，汽化潜热减少，所以锅炉蒸发吸热量相应减少，采用非沸腾式省煤器，可以使省煤器出口水有一定的欠焓，使炉膛中水冷壁的吸热量有一部分用于欠焓的水加热，使炉膛出口烟温不致于过高。所以现代大型锅炉均采用非沸腾式省煤器。 省煤器按支吊方式分为支承式和悬吊式两种。支承式一般将固定管排的管卡架在支承梁上，支承梁布置在烟道内，内部是空心的，一般接冷却风，防止支承梁受热变形。采用支承式结构简单，换管、倒排较方便。但因处于烟道内，阻碍烟气流动，使管卡附近烟气流速加快，造成局部省煤器管子磨损加剧，另外还需布置冷却风道来冷却支承梁，支承梁因体积较大，易积存较多飞灰。悬吊式有将固定管排的卡子吊在烟道内横梁上的，其优缺点和支承式差不多。有的是采用悬吊管将管排吊起的结构，省煤器的固定管卡是挂在悬吊管上的，由于管排同悬吊管固定在一起，结构较紧凑、复杂，因此换管、倒排较为复杂，检修难度大。为了配合悬吊结构，一般悬吊式结构的省煤器采用顺列布置，节距较大，烟气阻力小，所以其磨损程度要小得多。采用悬吊式结构的省煤器，其入口联箱一般布置在烟道内，悬吊管一般采用水冷结构，有的兼作省煤器的出水管。省煤器管束的布置方式有顺列布置和错列布置两种。顺列布置时，横向节距大，涡流少，烟气阻力小，故管子磨损较轻。但顺列布置时积灰较重。采用错列布置时，传热效果比顺列好，烟气阻力大，管子磨损较重。但错列布置时积灰较轻。锅炉分为型炉、T型炉、M型炉及塔型炉，除塔式炉以外，型、T型、M炉省煤器一般都一级布置在后烟道中，对贫煤和无烟煤炉，为了达到较高的热风温度，省煤器布置为两级。省煤器采用卧式布置，其出入口联箱一般布置在烟道外部，但也有的布置在烟道内部。塔型炉的省煤器布置在炉顶，其出入口联箱布置在烟道内部，采用悬吊式结构，。塔式炉的省煤器由于采用悬吊式结构，所以一般采用管径较大的管子，采用顺列布置。因烟气从下向上流动，故塔式炉省煤器积灰较轻；型（或T型、M型）炉省煤器采用逆流式传热，而塔型炉省煤器采用顺流式传热。塔型炉由于炉架较高，因此检修不方便，作业难度大。 省煤器的进水口一般布置在下方，而出水口布置在上方。进水有的采用单面进水，有的采用双面进水方式。大容量锅炉为了减少各处的热偏差，一般都采用双面进水方式。 为了使省煤器结构紧凑，省煤器管束一般采用双管圈或多管圈型式。采用多管圈式省煤器，其纵向节距较小，而横向节距较大，因此多采用悬吊式结构顺列布置。双管圈式省煤器纵向节距较大，因此一般采用支承式结构错列布置。省煤器工质温度低，烟温也较低，其金属材料不是主要问题，一般采用碳钢，对于超临界或亚临界锅炉，也有采用15Mo3的。省煤器区域烟温低，灰粒较硬，突出问题是飞灰磨损。而且省煤器处于转弯烟道之后，由于烟气偏流，速度场相差较多，特别对于燃用劣质煤的锅炉，“四管漏泄”，首先反映在省煤器磨损上。二 常见故障及处理措施（一） 省煤器的积灰 省煤器的积灰。烟气中含有大量的飞灰，当烟气进入到省煤器时，因其温度较低，大量的飞灰落到管排上，造成省煤器管子积灰。烟气中含有SO2量较多时，易使飞灰形成较多的硫酸盐类灰分，使积灰加剧。烟气中的飞灰浓度大，烟速低，积灰严重；顺列布置比错列布置积灰严重；膜式或螺旋肋片式省煤器积灰比光管式省煤器严重。另外，当省煤器漏泄时会使下级预热器严重积灰,影响了传热效果。 清除省煤器管子外壁的积灰，对提高锅炉的热效率至关重要。锅炉正常运行时，除尘装置应定期投入，保证受热面清洁。省煤器发生漏泄时，应及早停炉，清除尾部受热面上的积灰。在大小修期间，应用高压水冲洗省煤器管束，彻底清除管子外壁的积灰，并清除管排间的杂物。（二） 省煤器的腐蚀 省煤器管子的腐蚀。省煤器管子的腐蚀分为外部腐蚀和内部腐蚀。由于省煤器的烟气温度不太高，但又远大于烟气露点温度，所以当燃用硫分不太高的燃料时，省煤器管子外部一般不发生高温腐蚀和酸腐蚀。省煤器管内部腐蚀是由于给水中含有腐蚀性气体如氧、二氧化碳所致，另外水流速度对腐蚀有一定的影响，当水流速太低时气体就可能从水中逸出，附在管子内壁上，在高温作用下形成腐蚀。 当给水中含有氧的时候，一方面氧气在微电池阳极接收电子，使金属不断溶于水中，也就是金属不断地遭受电化学腐蚀。另一方面氧气和金属形成氧化膜，从而保护金属表面，使腐蚀缓和下来。在通常情况下，氧化膜不能保护整个金属表面，在没有氧化膜的地方就不断被腐蚀。当水中含有氧气和二氧化碳气体时，给水中的PH值就会降低，水中分离出来的氢离子在微电池阳极接收电子，形成电化学腐蚀，使腐蚀加剧。 防止省煤器管内腐蚀，首先应清除给水中的气体，即要求除氧器除氧效果要好。另外要保证一定的水流速度，在锅炉启动或停止过程中，合理使用再循环管，确保省煤器管内有一定的水流速度。在省煤器的入口联箱处加一定量的腐蚀片，定期取出进行检验，以验证省煤器管子的腐蚀情况。（三） 省煤器制造及安装（含检修焊口）中的问题从蛇形管的制造来看，无论从材料、焊接还是检验与国外都有较大差距。就材料来说，国内所用管材一般都短（9米），焊口多，焊接方式各大锅炉厂基本都采用长管摩擦焊和碰焊（较少采用中频碰焊、全位置脉冲氩弧等离子焊、管子旋转钨极惰性气体保护焊、或全位置脉冲氩弧焊）。在检验方面，材质检验只作进厂检验。要求标准也较低（见锅炉管入厂检验标准）。焊口质量只作抽样破坏检查。在省煤器和过热器蛇形管自动生产线上检查手段也比较落后。焊口施焊参数一般无自动监控和记录。在上述条件下很难保证焊口质量。89年B电厂从锅炉厂购进成组蛇形省煤器管约45吨。对全部1284道磨擦焊口检查错口超标情况：错口0.8-1m/m的118道；1.1-1.4m/m的18道；1.5m/m的19道。并对大于1.1m/m的37道焊口进行了返工。由此可见焊接质量是比较低下的。从已投产的C厂#1、#2和B厂#1、#2来看，投产第一年省煤器焊口漏泄平均为四次/台车。C电厂#3炉在72小时试运期间，因管材裂纹漏泄4次。为了减少磨擦焊带来的问题，重庆电厂#2机被迫在安装前将磨擦焊口全部割开，在现场全部用手工重焊，并进行了100%的透检。近年来由于制造厂采取多种措施使质量已有较大的改善。但与国外相比差距仍然很大。从管材来看，国外使用的管子长度一般为20-25米，焊口少。一律不用长管磨擦焊口，而用充气闪光焊（也采用高频碰焊、钨极或金属极惰性气体保护焊和全位置脉冲氩弧焊）。 从制造上均采用小R弯管。小R弯管上专业厂生产，也有用蛇形管自动线的。但生产线有X光检查和电视监控。从检验上来看，入厂材料有除锈、定长、涂色、探伤、判废自动检验线。生产过程过热器焊口100%无损探伤、100%记录焊接参数、焊接时100%用X射线工业电视检查。从引进的元宝山#1、#2机的情况来看，由于制造质量好，其省煤器制造焊口除因设计原因，热膨胀损伤外，尚未发现有漏泄的情况。由上可知，采用新工艺，加强管材及焊口的检验，减少因制造、安装焊口质量不良造成的漏泄，是非常必要的。从安装来看，锅炉安装验收标准规定焊口仅25%透视检查，较难保证焊口质量。近十几年来有的网省公司已要求安装焊口100%透视检查，安装焊口质量得到较大改进。例如从已投运的铁岭电厂#3、#4来看，投产后第一年焊口漏泄仅 次/台年。此外安装过程中受热面不整排就安装，这样就造成烟气走廊或管子出排也会大大加剧了局部磨损。 检修焊口质量不良。由于设计烟速高，1989年前后煤质又大幅度下降，因此对流受热面的检修维护大幅度上升。这些工作有的是停炉临检，有的是小修或大修中进行。由于时间紧，工作量大，稍不注意则容易忽视质量。 例如：某厂20万千瓦机组锅炉大修中，大批更换省煤器管子，焊口18，000道。由于采用氩弧焊，坚持100%探伤，大修后250多天无漏泄。而某厂在次年小修中大批换管。由于时间紧，焊接和检验都有所忽视，结果修后3个月中发生5次漏泄。（四） 省煤器的磨损以下列出两台投运五年以上的进口机组和四台国产20万千瓦机组进行比较。厂号机号铭牌出力T/h入炉煤发热量kcal/kg入炉煤灰份Ap%设计实际设计实际A厂19212666-37312682-352216.5-25.524.7-34.3A厂218142700-37302682-352220.5-25.524.7-34.3B厂1.267029002494-48803621.8-53.3C厂1.267027002691-287332.923.2-27.85B厂#1、#2炉C厂#1、#2炉A厂#1、#2炉投入运行后锅炉省煤器漏泄情况由图可以明显看出，尽管A厂煤质低劣，但机组在一年左右渡过早期故障期以后，省煤器很快进入随机故障期。从第二年到第六年连续五年运行中，除了由于吹灰器吹损造成两次爆管外，省煤器故障为零。而国产20万机组在早期故障期结束后，从第三年开始就过早进入晚期故障期，此后省煤器的漏泄是直线上升。当时这三个厂同属新厂，运行水平基本相差无几，因此国产机组省煤器漏泄如此严重就不能不使我们除了找出运行因素外，还要从设计和制造来分析其深一层的原因。 1烟气流速的影响受热面的磨损与烟气中单位重量的飞灰的动能有关，即与其速度的平方成正比。由于灰粒很小，可以假设灰粒与烟气的速度相等，因此受热面的磨损与烟气速度的平方成正比。受热面的磨损还与通过每平方米烟气断面的飞灰量G成正比。在早期研究的基础上，苏联热力计算73标准中，按照飞灰磨损条件，在锅炉铭牌负荷下，对流竖井中第一管组入口（管组间的收缩断面）的最大允许流速以下式来求取： 单位为米/秒由于我国20万千瓦机组设计很多方面是参照苏联标准进行的。为了说明问题，我们按设计煤种对B、C厂的HG670型炉进行一次核算。式中Kw和Ku 为烟气速度场和飞灰浓度不均匀系数。Imaxi 管壁最大允许磨损量，取为2毫米。M管材抗磨系数，对碳钢取为1。kp 铭牌负荷下烟气计算速度与平均运行负荷下烟气速度之比。按目前东北电网直属部分负荷率85%考虑，取kp=1.15。a飞灰磨蚀系数。取a=1410-9 （毫米秒3/克小时）。R90飞灰筛余量。取为煤粉筛余量的30%。3n管束计算断面处烟气中飞灰浓度。按该炉设计热力计算书。 克/米3S1横向节距。按热力计算书。D受热面管直径。按热力计算书。 由烟速计算公式得出省煤器入口烟速：厂别C厂#1.#2B厂#1.#2计算最大允许烟速设计烟速5.529.204.928.33由上可知，B厂设计灰份36%，计算最大允许烟速为4.92米/秒。实际运行中入炉煤平均灰份约为26.2%，如其它条件不变，计算最大允许烟速亦应为6.68米/秒，而设计烟速8.33米/秒。因此磨损也很迅速。C厂#1炉省煤器设计平均烟速8.14米/秒；换算到省煤器入口温度下，烟速为9.20米/秒。远超过最大允许烟速5.52米/秒。按实际入炉煤灰份27-28%计算，最大允许烟速应为5.84米/秒。按磨损与烟速的三次方成正比计算，磨损速度应为允许磨损速度的： 倍换言之，原来应能运行60000小时的省煤器管，现在仅能运行15345小时即应漏泄。从实际运行的情况来看，由于漏风大、过剩空气系数高、烟速比设计偏高等原因，磨损更为迅速。87年3月19日因省煤器磨漏被迫停炉检查，因磨损换管328根。此时累计运行小时数仅10077小时。这就是仅运行两年后C厂两台炉省煤器漏泄呈直线上升的最主要原因。 2. 省煤器结构型式的影响 1) 错列、顺列布置的影响对于单排管子（或多排管的第一排管子）来说，均匀磨损时，在管子侧面30o处磨损最严重。对于错列管，最大磨损发生在第二、三排。这一方面是由于灰粒的加速，更重要的是因为第二排管子整个管面不仅受气流的正面冲刷，而且由于上排管子的导向作用还处于斜向冲刷之中。因此有更大的范围都处于最大冲刷角30o附近。所以磨损最为严重。根据试验研究对于错列管子，在S1 / d = S2 / d = 2时，管子侧面30o处的磨损量为平均磨损量的3倍。在第二排又比平均值高50%。由此对错列管束得出最大磨损量为平均磨损量的4.5倍。对于顺列则情况很不相同。烟气进入顺列管时，烟气流速迅速增大，而灰粒由于惯性一般到第五排才获得全速。因而在此处造成最大磨损。此后几排由于流场较均匀，按两相流的原理，灰粒多集中在流道的中心，两侧形成相对清洁的气流附面层。因此磨损就比较轻。 A厂#1、#2炉入炉煤灰份Ap高达34%，但由于是顺列布置，磨损仍然很轻。2）烟气走廊的影响对流受热面中局部烟速过高的重要原因之一是由于烟气走廊的存在。这主要是指炉墙与管组周围的一些间隙过大和安装时横向间距不均造成的。例如：省煤器穿墙部分是最易于产生磨损的部位。由于穿墙管之后的省煤器与侧墙的间隙过大，再加上侧墙的导流作用，阻力相当小，结果造成高速度、高浓度的气流冲刷穿墙管造成局部磨损。前面讲到受热面的磨损与烟气烟速的三次方成正比。但有的资料介绍，根据试验，磨损实际与烟气的3.3次方成正比。在20-40米/秒的范围内磨损和烟速的4.3次方成正比。由此可见，当局部烟速达到20-40米/秒以后，磨损将迅速发展。据日本对Kavia#1炉（260T/H）进行的模拟试验，发现水平过热器入口截面靠后墙处的烟速为平均烟速的4.3倍，而最高流速部分管子的磨损量为平均磨损量的200倍。穿墙管磨损严重就是这个原因。3） 防磨装置设置不当为了防止省煤器管侧面30o范围的磨损，过去一般推荐的方法是在迎风面扣上180o半园盖板或角铁。这对于节距较大的情况还是有利的。对于横向节距较小的机组，例如由于有的省煤器错列管壁间距只有18毫米，盖板厚2毫米，则间距只剩下14毫米，加上半园形盖板受热变形，使烟气流过有盖板的管排时，不但阻力增加，更重要的是因为烟气被加速和斜向导流，造成其后一排管子的严重局部磨损。 4） 飞灰的成份和数量的影响在磨损与流速的关系一节中已经说到了每秒钟通过每平方米烟道的飞灰量G。它表征了灰的质量和灰粒与管壁碰撞的次数。磨损是与飞灰量G成正比的。为了使通过每平方米烟道中的飞灰量更直观的反映出来。有关资料推荐按入炉煤的折算灰份A来确定对流受热面的极限烟气流速。但是煤质中灰份对对流受热面的磨损，不仅和数量而且与其成份有关。原煤中灰的成份一般有高岭土（Al2O32SiO2H2O）、伊利石（K2O3Al2O36SiO22H2O）、微斜长石（K2O3Al2O36SiO22H2O）。含铁较多时还有黄铁矿（FeS）、碳酸铁（FeCO3）、赤铁矿（Fe2O3）等。此外一部分硅酸盐还以石英的形式存在。飞灰中对受热面磨损最大的物质是石英和黄铁矿。此外飞灰中的可燃物对磨损影响也很大。西德在进行风扇磨磨损试验时发现焦碳对冲击板的磨耗比普通煤高很多。冲击板面与受热面的磨损都是以切削磨损为主。因此飞灰中可燃物的多少对磨损影响也很大。根据苏联乌拉尔电业局的材料，在燃用埃基巴斯图兹煤时，高磨损性的含灰增加10%，受热面的磨损就增加一倍。 C电厂燃用的霍林河煤灰份中SiO2的含量比较高，而Al2O3较少，这说明石英含量高。由于运行中省煤器处烟气流速较大，因此高速流动的硬质灰粒使受热面的寿命大大降低。这也是C电厂一期锅炉省煤器漏泄频繁的主要原因之一。5） 炉型及制粉系统对磨损的影响钢球磨，风扇磨，锤击磨都只能连煤带矸石一起磨碎，而中速磨却能吐出石子煤。这无疑将会降低对制粉系统和对流受热面的磨损。以朝阳电厂的MPS212型磨为例。670T/H炉配六台磨，五台运行，一台备用。入炉煤灰份约30%，每24小时排出石子煤约12吨。另一方面制粉系统对对流受热面磨损的影响，实际上是制粉细度对磨损产生的影响。经验表明，50%的磨损是由100微米以上的灰粒造成的，当烟速在7-10米/秒时，灰粒子的磨损份额占78-92%。而苏联利用炉内除尘把烟道中总灰量的2-4%分离下来（主要是粗灰）。省煤器的寿命即增加2倍。对于钢球磨的制粉系统，因煤粉R90一般都在20%左右，飞灰筛分R90一般不超过0.8%。但风扇磨制粉系统则煤粉R90一般在45-50%，因此飞灰即相当粗。对于同一型式的制粉系统，在炉型不同时对流受热面的磨损不同。A厂的300MW、600MW机组，虽然同为风扇磨制粉系统，但是因为是塔式布置，并且炉膛很高，这样烟气因为是垂直上行，重力减少灰粉对受热面的冲击，因此不但粗灰的分离较好，而且由于塔式布置烟气的速度场、浓度场也分布均匀，因此磨损很轻，这可能是A厂对流受热面飞灰磨损轻微的重要原因。6）运行和检修方面的影响（1）漏风的影响对于风扇磨直吹式系统，设计漏风率为18%（进口机组）到30%（国产20万千瓦机组）。但目前运行水平，有的机组还达不到。对于没有采用连续除渣的20万千瓦机组，由于炉底封闭不良，炉膛漏风也较难达标。漏风增加后，一是使烟气量增加，二是使炉膛出口烟温上升，因而使烟气流速更进一步上升。漏风增加炉内燃烧组织不良，还可能导致飞灰可燃物增加，加剧磨损。火焰中心提高后可能造成后屏、高温段对流过热器结焦堵灰和超温等问题。而且造成烟气偏流，加剧局部磨损。烟道局部的漏风，例如对流烟道的人孔，穿墙管的管孔，由于尾部烟道负压很大，漏风以很大速度进入烟流，引起烟流局部的偏转和加速，并且夹带大量飞灰也会引起强烈磨损。某厂670T/H炉，因省煤器穿墙管漏风曾发生多次磨损停炉。90年2月因人孔门未关严也曾造成该处对流受热面局部磨损而爆管停炉。 （2）检修质量不良造成省煤器漏泄省煤器翻身或临检不整排，不恢复吊卡，则出现烟气走廊和管子出排，造成局部严重磨损。某厂两台炉省煤器同时翻身，由于#1吊管排不用专用工具，造成管排变形，安装中又不注意保持节距，投运后740小时就发生磨漏，运行仅6324小时即磨漏2次。并且沿烟气流向纵深使大批出排管子磨薄，被迫与两年后整组省煤器更换。某厂由于省煤器设计烟速过高，经常发生漏泄，停炉临检中过分强调缩短临检时间，结果拉弯的管排不整理，割断的吊卡不恢复，大批管子出排，使节距不一，又出现烟气走廊。投运后造成严重局部磨损。仅半年两台炉发生省煤器漏泄10次。 省煤器漏泄后对预热器清扫不彻底，造成一侧烟速升高，或多次检修中省煤器管束中杂物清除不彻底，造成管束中局部涡流，最后因局部偏磨，漏泄增加。某厂#2炉因甲预热器堵塞，89年5月小修中发现，甲乙两侧省煤器磨损相差悬殊。甲侧换管223根，而乙侧则换管165根。运行中调整不当造成单侧结焦，烟气偏流，也可能引起相同的结果。省煤器管子磨损严重，使管壁减薄，当管壁减薄到不能承受省煤器的工作压力时，省煤器管子就会发生爆破，使大量的水汽进入烟道，造成烟道大量积灰，使吸风机负荷增加，锅炉补水量增加，降低了锅炉效率。大量的水汽喷出对邻近的管子造成很大的威胁，严重时将邻近的管子吹薄或吹漏，造成更大的漏水量，威胁锅炉机组的安全经济运行。因此，当省煤器发生漏泄时，应及早停炉进行处理，避免造成更大的损失。 一般采取以下措施来减少省煤器管子的磨损。采用灰分较少的燃料，或做好混配煤工作，做到优劣煤共用；加强堵漏，减少漏风，使烟气流动速度控制在设计范围内，相应的减少了磨损速度。 在易于磨损处的管子上加装防磨瓦，能有效地避免省煤器管子磨损。在错列布置省煤器管排的第2根、第3根管子上面加装110120的防磨瓦，不采用 180的防磨瓦，以防止防磨瓦变形后，使管排的横向间隙减少，使烟气阻力增加，会造成烟速加快，磨损加剧。 在省煤器管排与炉墙的间隙处易于形成烟气走廊处加装防磨板或阻流棒，采用阻而不堵的方法能有效地阻止烟气通过这些区域形成烟气走廊，造成省煤器管子磨损。也可在省煤器弯头处加装弯头防磨瓦。这些都能有效地防止该处管子的磨损。 见图33、图34所示。图3 3 省煤器弯头加装防磨装置（a） 加装阻流板 （b） 加装防磨板 省煤器管子除磨损造成漏泄外，焊口质量不佳造成漏泄占很大的比例。省煤器管排有许多焊口，尤其是锅炉安装时的焊口，随着服役年限的增加，其缺陷逐渐暴露出来。有的老焊口甚至采用火焊以至电弧焊。火焊存在未焊透和未融合等缺陷；电弧焊易形成夹渣等缺陷；对口不正还会出现冲刷磨损；现场临检时的焊口，由于检验疏漏、误判，以及焊口检验中存在的死区等等，均能引起管子焊口漏泄。这就要求检修人员，尤其是焊工要提高焊接水平，采用新工艺如氩弧进行焊焊接，焊口100%进行射线探伤，加强焊口质量监督，减少漏检误判等现象发生，就能消除因焊口质量不佳引起的省煤器漏泄。 提高检修质量，认真恢复检修管中损坏的吊卡，用间隔铁（定位管）整排，防止烟气走廊造成的磨损；认真清除管排间的杂物，认真堵塞炉墙及人孔漏风，防止因局部涡流造成的磨损；认真清扫空气预热器，防止因烟气偏流造成的集中磨损。 但是省煤器磨损严重的根本原因往往是由于烟速太高、偏流等问题。这些问题，仅仅依靠检修就较难解决，有关问题将在省煤器的改造中去介绍。三 省煤器的检修与维护 （一）省煤器本体的检修与维护 1省煤器的维护要点 省煤器是锅炉受热面易发生故障的设备之一，因此日常维护就显得尤为重要。锅炉正常运行时，加强对排烟温度及给水流量的监督，发现排烟温度不正常的降低或给水流量不正常的增加时，应查明原因，及早发现省煤器管子漏泄，及早停炉，防止扩大事故。锅炉正常运行时，除尘装置应定期投入，清理受热面上面上的积灰，改善传热效果。 锅炉停炉或大小修期间，应组织人力清扫省煤器，派专人检查省煤器管子，对穿墙部位、管卡根部、弯头部位及个别突出管排的管子应重点详细检查。对于发现磨损的管子应做好记录，轻微磨损的加装防磨瓦，磨损严重的应进行换管。省煤器管子的防磨瓦亦应及时检查是否有变形、烧损及缺少，发现问题应进行修补。如因时间较紧，换管来不及，临时用堵头将该排管子堵死时，宜尽快安排将堵死的管排恢复。 2省煤器的检修工艺 锅炉停炉后，待温度降至40以下时，进入省煤器内，用高压水冲洗管排，尤其是靠炉墙处及阻流板处的积灰应冲洗干净，拣除管排间的杂物，通风干燥。仔细检查管子的磨损情况，特别是管排的弯头、管卡子及炉墙附近的管子更应重点检查。发现有明显磨损处，用卡尺进行测量，磨损量超过标准者应予以更换，对未超标的加装防磨瓦。换管时，在切割有缺陷的管子之前，有必要拆除管排处的护板和炉墙，为了防止炉墙塌落，应将炉墙拆成上小下大的梯形。对于需要将管排吊出才能换管的管排，应将管排从联箱处断开，将磨损超标的管子割下，配制一段同规格材质的管子焊上，焊口检验合格后将管排复位。 检查省煤器管排的支吊架。支承梁应完好无漏风现象,如有漏风现象应进行修补。管排吊架完整无明显变形,悬吊管及定位卡子完整无损,如有明显变形或缺损，则应进行更换。检查省煤器管子的防磨装置，应完整无缺，如有变形、歪斜、烧损的，应予以更换。加装防磨瓦应留有一定的膨胀间隙，以保证防磨瓦受热膨胀不致受阻；确保所加防磨瓦位置正确不偏斜。检查防磨板和阻流板，应无明显变形、缺损，若有应补全。 检查联箱上的焊口，弯头及膨胀指示器。膨胀指示器指示应在零位，若不在零位应查明原因进行处理。检查联箱，穿墙管及炉墙各处的漏风情况，如发现炉墙有损坏应及时砌好。发现漏风应进行封堵。对于换管所拆的炉墙、护板，换完管后应恢复如初。 按化学要求割管子检查管子的腐蚀情况，管子割完后应及时恢复。如不能及时焊接，应用堵头封好，贴上封条。所割管子应标明部位，做好记录。按化学要求割联箱手孔，取出腐蚀片检查腐蚀情况，加好新的腐蚀片，重新封好手孔，标明所割部位，做好记录。 3省煤器检修的质量标准 省煤器管子外壁无积灰、硬壳及油污等。省煤器管排间无杂物，间隙均匀。省煤器防磨装置安装牢固，完整无缺，位置正确，无明显变形。省煤器支吊架、管卡子完整无缺，无明显变形。省煤器管子两焊口距离不得小于200mm，切割管子时应使切口距联箱50mm以上，距弯头起弧点100mm以上。省煤器管子的磨损不得超过理论壁厚的30%，超过30%者应进行换管。省煤器管子的直线度小于管径的5%，管排应平整，个别突出的管子不超过管径的一半。所有弯头弯曲部分的椭圆度应小于8%。省煤器炉墙保温、钢架、护板及耐火混凝土等完好无漏风现象。省煤器联箱保温完好，膨胀指示器位置正确，联箱膨胀自由无卡涩。 4省煤器大修的常见方案 加强维护防止省煤器漏泄对省煤器的安全经济运行至关重要。由于省煤器布置在尾部烟道内，检修空间狭小，管排布置密集，管子和管子之间缝隙较小，使检修与检查很不方便，这就有可能使磨损得很严重的管子不被发现，极有可能造成省煤器漏泄事故的发生。为了减少省煤器漏泄，必须采取有效措施解决问题。 当省煤器管子发生较普遍的局部磨损时，可进行倒排作业。根据检修作业现场情况，将管排的定位卡子割开，将穿墙管断开，搭好检修作业平台，抽出一部分管排留出倒排空间，用导链将未抽出的管排拉住，防止管排倾倒伤人。从最边管排开始，逐排吊起管排检查管子磨损情况，对磨损超过标准者进行换管，未超过标准加装防磨瓦；检查管卡子及防磨瓦，对变形及缺损的加装新管卡子或防磨瓦，偏斜不正的进行校正。逐排按以上步骤进行作业，直至将抽出的管排倒完。所有换管的焊口检验合格后，再逐排焊接穿墙管，调整管排间隙均匀，保证管排间隙均匀，加装定位板，恢复钢架、护板、炉墙等。 倒排作业起重量小，对平时不易检查到的磨损管子能彻底处理，投资较少，效果较好。缺点是作业繁琐，换管量较大，焊口较多，作业人员劳动强度较大，且焊口探伤也不方便。 当省煤器上数1-3层以上普遍磨损达到原壁厚的20%30%时，倒排作业就无法保证检修质量，同时因换管量较大，在经济上也不合算。因此应考虑采用翻身作业。 省煤器管子磨损主要发生在管子迎风处3050之间，当省煤器发生大面积磨损时，将管排翻身将磨损的一面朝向背风处，将未磨损的一面朝向迎风处。这样可使省煤器的寿命延长一倍。翻身的具体做法如下： 拆除省煤器管排的定位卡子，断开穿墙管，搭好检修作业平台，将管排抽出20排左右，抽出管排的多少视省煤器管排高度而定，管排抽出后的检修空间宽度应略大于管排的高度。用导链将未抽出的管排拉住，避免管排倾倒伤人。在检修空间内，将一排放倒，割除原管卡子及防磨瓦，换上新管卡子焊牢，将管排翻身吊正，加好新防磨瓦。检查管子的磨损情况及管排的平整度，对于个别管子突出者，应进行校正。逐排按以上步骤进行，直至将烟道内的管排全部翻完身，再将抽出的管排翻身后送入烟道内。逐排焊接穿墙管，调整管排间隙，加装定位板，保证管排间隙均匀,清除管排间的杂物,将炉墙钢架、护板恢复如初。 翻身作业施工难度较大，现场灰尘较浓，作业现场拆除的垃圾较多，起重量和倒排差不多。但翻身作业换管量很少，施焊的高压焊口量也少，并且翻身后的省煤器同新省煤器差不多，因此省煤器翻身作业比省煤器整体更换可节约大量的钢材和资金。 省煤器经过倒排和翻身后，省煤器再发生大面积磨损时，再进行倒排或翻身作业就没有多大意义了，此时的省煤器已经到寿命了，必须考虑整体更换以至进行彻底改造的方案。 采用整体更换省煤器管排方案，工程投资巨大，一般在100万元以上；更换前需准备足够数量的管排，施工工期也较长，一般都安排在机组大修期间进行。由于整体更换省煤器管排，拆装量巨大，因此施工前必须制定好新旧管排的运输、起吊方案，施工现场必须由专人负责管排的运输及吊装，以保证人身及设备的安全。 整体更换省煤器方案如下:搭设抽排的平台，将旧管排的定位卡、联箱管子割开，拆除炉墙的钢架及护板等。如改用鳍片或螺旋肋片管式省煤器还须将出入口联箱拆下，把管排抽出放在平台上,再运至炉外。将新管排吊到平台上,送进烟道内，将新联箱就位，焊接联箱支吊架及引水管。逐排加装防磨瓦,将管排与联箱焊接，然后加装弯头防磨瓦及阻流板等，调整管排间隙，加装定位板结,最后将炉墙钢架及护板恢复如初。在管排整体更换过程中，起重是关键，管排的抽进、抽出,吊上吊下以及运输，直接影响整个改造工程的成败，因此在这一点必须给予足够的重视，指派专人负责，施工现场统一调度，统一指挥，这样才能圆满地完成改造任务。 5省煤器管排的组合方法及注意事项 省煤器管排整体进行更换，在质量上很大程度取决于管排的组合质量。管排组合的基本方法如下：管排的设计，对于采用与原设计相同的管排，不必进行重复设计，只需领取合格的管子,按图纸进行弯制成弯管,再按图纸将弯管摆在架子上进行焊接组合；对于采用鳍片或螺旋肋片管的省煤器，需要进行管排设计、热力计算、联箱强度校核等等，通过与原设计相比较，选定一个最佳方案。领取合格的管子,按图纸进行下料、弯制，将弯制好的管子按设计要求摆在架子上进行焊接组合，再用管卡子将管排固定。焊口透视合格后进行通球试验及1.25倍工作压力的水压试验，合格后用压缩空气吹净管内存水，再用封头将管头封好放入库房内备用。 为了确保管排组合的质量，必须注意以下几点。对于新进的钢管应进行一系列的物理及化学分析，以确保其规格、材质及机械性能满足炉管的使用要求，对于材料进货来源有疑问时，还应进行100%的涡流检验，不合格的管子不能使用。省煤器管排的管卡子应平整不扭曲，管卡对焊应保证满焊，以确保其强度。管子弯曲应确保其弯曲椭圆度小于6%，最大不得超过8%，对弯曲断面应剖开检验，其外壁减薄后的壁厚不应低于该钢材在许用应力下的最小厚度，管子弯好后应进行通风及通球试验。管口的坡口要求：坡口端面与管子中心线垂直，坡口角度2530，钝边0.51 mm，管端内外壁1520 mm打磨见金属光泽，坡口内外无油污等。对口要求：两坡口端面平行，对口间隙12 mm，两管中心成一直线，严禁错口，对口应在无外力情况下进行，禁止强力对口。管排的焊口设置满足以下要求：焊口距离弯头起弧点100 mm以上，距离管卡位置中心线100 mm以上。焊接要求：焊工应由考试合格的焊工担任，并做焊样，以确保焊口质量，焊接应采用氩弧焊等新工艺，焊接工具、材料在使用前应进行检验，确保工具好用，材料准确。加强焊口质量监督，所有焊口均应进行射线探伤，有缺陷的焊口必须返工，直至合格为止；焊口检验须由专人管理，防止出现漏检、错检现象发生。管排对口施焊前，应对总体尺寸进行测量，尤其是管排总长，应在规定尺寸以内，以防安装时出现困难。管排施焊后，检查管排的平整度，管子应无明显变形，管卡子焊接应牢固。管排在进行完通球试验及水压试验后，用压缩空气吹净管内存水，通风将其干燥，防止管子腐蚀,最后用封头将管口封死，存库备用。 （二） 省煤器引水管和再循环管的检修 锅炉在正常运行时不断地向汽包供水，通过省煤器引水管将给水送至省煤器加热，再通过引水管送入汽包中。省煤器出口水管与汽包的连接处装有套管，这是因为省煤器的出口水温低于汽包中的水温，如果省煤器出口水管直接焊在汽包壁上，会在汽包壁上产生附加应力，另外由于汽包壁较厚，而省煤器出口水管壁较薄，如果它们直接焊在一起，会造成很大的热应力，尤其在锅炉工况发生变化时省煤器的出口水温会发生剧烈变化这很容易使汽包壁与省煤器出口水管之间的焊口产生裂纹。装上套管后，汽包壁与省煤器出口水管壁之间有蒸汽和炉水相隔，避免了接触处较大温差，从而有效地防止了汽包的损伤。 省煤器的出入口水管一般采用中等孔径的碳钢管制造。入口水管一端与省煤器入口联箱相连接，另一端接在给水管路上；出口水管一端与省煤器出口联箱相连接，另一端接在汽包上。由于省煤器出入口水管一般都较长，当省煤器处于热态时必须考虑热膨胀问题，因此省煤器的出入口水管都设计成弯管式,省煤器的引水管与省煤器联箱和汽包相连接的焊口存在一定应力，检查省煤器的出入口水管重点检查这些焊口，其次检查管子的弯曲部分。管子本身一般不会发生故障。省煤器出入口水管外部保温应完好无损，保温外部介质流向标记应清晰明显。 锅炉运行时省煤器蛇形管内连续不断地有水流动，这样水就会不断地从省煤器管壁上把热量带走，保证省煤器管子壁温维持在一定温度，不致因温度过高而烧坏。在锅炉升火或停炉过程中，锅炉的蒸发量减少，所以锅炉补水量也减少，此时的省煤器间断供水，也就是说省煤器蛇形管内的水流动很慢，甚至是停止流动，因此省煤器中的水带走的热就很少，而此时锅炉尾部烟道内的烟气温度仍然很高，这样就会使省煤器管壁温度不断升高，甚至超过允许温度而烧坏。为此在省煤器的入口处与汽包的下部之间加装一根再循环管，再循环管采用中孔径的碳钢管制造。 锅炉正常运行时，再循环门关闭，给水通过省煤器进入汽包。如果正常运行时打开再循环门，因省煤器蛇形管阻力大，给水由再循环管直接进入汽包，不但使给水进入汽包内的温度降低，同时也会使省煤器蛇形管内水流不畅而使管子烧坏。 在锅炉升火或停炉过程中，因锅炉蒸发量较小，有时会关闭给水门，此时省煤器的蛇形管内水不流动，这时打开再循环门，省煤器蛇形管内受热向上运动，较冷的水从汽包通过再循环管向下运动，形成由省煤器汽包再循环管省煤器的循环回路，由于水在省煤器蛇形管内流动，及时将管壁的热量带走，使省煤器的管壁不断得以冷却，从而保护了省煤器。 省煤器再循环管安装在炉外，不受热，其一端接在省煤器入口处的给水管上，另一种接在汽包的下部。省煤器再循环也称为给水再循环，它一般情况下不发生故障，在检查中重点检查其端部与给水管路和汽包相连接的焊缝，必要时可用超声和着色方法进行检验。省煤器再循环管的保温应完整无损，介质流向标志清晰醒目。 四 省煤器的改造 （一） 利用鳍化或肋化技术降低烟速降低烟速，又要维持省煤器吸热量不减少，最有效的措施即利用鳍化或肋化技术，改造光管省煤器，因此膜式省煤器及肋片管省煤器在改造中被广泛应用。采用膜式省煤器，可以使同长度光管的几何受热面增加1.5倍以上,除了在相同的空间可以布置更多的受热面之外，另一个显著的优点，就是它的整流作用，根据两相流的原理，灰粉应集中在流道中心，试验表明中心和两侧其浓度比为1.551.68,这将使随烟气流进入管间流道的灰粒对金属管壁的冲刷磨损大大减轻，从而使设计烟速可以高于允许计算烟速而不会对受热面造成过多的磨损。鳍片管省煤器也可以使光管几何受热面增加并且制造难度比膜式省煤器小，但对烟气的整流作用较小，防磨效果较膜式省煤器差得较多。根据已经改造的5台膜式省煤器的运行情况来看，最长的已达10年，7万小时以上，未发生过磨损泄漏，基本达到免维护。当然对于蛇形管弯头部分必须采取可靠的防磨措施，和防