600 MW机组省煤器输灰管路的改进

电力18讯：    上海吴泾八期扩建工程（又称吴泾第二发电厂）2×600 MW机组1号炉经过近半年试商业运行后，于2000年11月24日停炉，进行首次小修。省煤器输灰管路综合改造项目在小修期间付之实施，改造工程于12月13日完成，一次性投运成功，达到了设计预期的效果。


1工程背景
    1号炉灰渣系统是新设计的设备，整个除灰岛由外商统一成套供货。受客观条件限制，除灰系统投运后，省煤器灰斗受热膨胀，落灰不畅，气锁阀、输灰管路堵灰严重，直接影响整个系统安全运行。由于其所处的位置比较特殊，省煤器冷灰斗必须等锅炉全部停下来降温以后，才可清灰，短时间的临时性消缺根本无法满足要求；为解决管路的膨胀，临时在输灰管上增加的一段通径为335 mm、长度为2600 mm的金属软管，实际上根本无法消除省煤器对输灰管路引起的膨胀问题；加上对落灰管的清理不够，造成手动闸门开关不便。由于上述诸多因素的影响，造成省煤器输灰管路膨胀不畅、管道偏斜、灰管堵塞。
　　鉴于上述原因，提出对省煤器输灰管区域系统综合改造的总体设计方案。
2方案设计思路
    本次改造的目的是从根本上解决气锁阀及其管道存在的问题，主要从下列几方面采取措施。
2．1取消排灰旁路
　　从气锁阀及其管路布置上，改变过去用三通分别连接运行排灰管路和临时排灰旁路的方式，取消气锁阀上部的排灰旁路，使结构更加简单，在闸阀上方的旁侧留有排灰接口，便于停炉或系统应急时正常出灰（见图1）。
2．2降低钢架中M－4．5（M－5．5）立柱的柱顶标高
　　由于钢架中M－4．5（M－5．5）立柱与中间一只气锁阀位置重叠，导致气锁阀与省煤器灰斗中心线不能垂直，为了保证气锁阀与省煤器灰斗中心线垂直，将M－4．5（M－5．5）立柱的柱顶标高从29．3 m降低至24．3 m，同时取消部分桁架。
2．3改变气锁阀支吊形式
　　从消除膨胀应力和结构布置的合理性等因素考虑，气锁阀的支吊形式由原设计的悬吊方式改为支承结构更加合理。在本次改造中，设置梁及桁架来支承和固定气锁阀及其管道，并从原24．3 m上增加垂直框架来固定和支承27．9 m处梁及桁架，通过增加的钢结构将气锁阀及其管道上产生的力传递到锅炉基础。
2．4增加金属膨胀节
　　省煤器灰斗因锅炉受热，向下膨胀位移量达250 mm并同时伴有向炉后及外侧的膨胀位移（分别为125 mm和75 mm）。通过多种方案的论证，考虑采用总长为1200 mmΦ325的复式金属膨胀节，膨胀节适当提高波纹并采用双层加强结构，以满足气锁阀及其管道的膨胀和性能要求；在放气管中也需要增加总长为1400 mmΦ108的复式金属膨胀节。
　
2．5改变排灰管道的布置
　　原有输灰系统的空气进口管从风机引出通过锅炉尾部的M排中桩之间引入，在锅炉省煤器冷灰斗下方的气锁阀穿过，然后经过气锁阀成为输灰管再从锅炉尾部的M排中柱之间引出。由于空间狭小，管路布置比较局促，管道的弯头较多，管道的
流程存在明显的不合理布置。本次改造中，将原来的进口空气母管移到3．8（6．2）列处，将原来的送风管与输灰管的双列并入、两进两出多次拐弯的排列方式改为单入双出排列方式（见图2）。这样整个回路的管道流程更加合理，管路中的弯头数量减少，取消回路金属膨胀节，整个回路的空气阻力大大减少，提高系统的输灰能力，保证输灰管彻底畅通，消除堵灰等弊病。



2．6增加检修平台
　　因为省煤器输灰管路及其气锁阀的改变，需要在操作气锁阀及其管道中的手动隔绝阀门的部位设置三层平台；在临时管道和不需要经常开启的阀门附近，也设置平台，以满足运行检修人员巡视、作业的需要。
　　通过上述几方面的改造，基本解决省煤器输灰管路存在的膨胀不畅、管道偏斜、灰管堵塞等问
题，克服由于省煤器输灰管路不正常的工作状况造成的事故隐患，使气锁阀及其管道的布置更加合理。整个改造工程竣工后投运，达到了预期的结果。
3系统改造中的关键技术问题分析
3．1三维型波纹补偿器的设计及制造
    根据上海锅炉厂生产的2008t／h锅炉满负荷运行时的受热膨胀条件，考虑灰流动时的磨损性，我们向制造厂提出波纹补偿器耐磨要求，并提供三维膨胀的数值，通过计算确定合适的补偿量值，并通过计算机进行优化设计。最后，制造厂对三维波纹补偿器作了改进。改进后的波纹补偿器具有能补偿任意方向的管道位移、补偿量大、使用寿命长等特点。并在安装前对产品进行预拉伸，以改善管系的受力状况。
3．2钢结构改造和加固
　　本次改造涉及锅炉钢结构的改动的地方较多，在钢结构改动和加固过程中，涉及钢结构的计算也较多，通过计算分析传力方向，选择合理的布置结构，并根据计算结果来判断钢结构改动的可能性；
对梁的安全可靠性进行强度计算以确定梁的截面。
3．3气锁阀顶部的支承与加固
　　由于改造后气锁阀及其管道随着锅炉的膨胀而一起膨胀，气锁阀固<