2023年12月13日发(作者：日本0比1德国)

9E燃气轮机余热锅炉高压汽包内胆维修改造方案

摘要：本文将针对9E燃气轮机余热锅炉高压汽包内胆的现状问题提出了有针对性的维修改造方案，旨在提高9E燃气轮机余热锅炉高压汽包内胆的性能，延长高压汽包内胆的使用寿命，从而达到节能降耗的目的。

关键词：9E燃气轮机余热锅炉；高压汽包内胆；维修改造方案

前言：

9E 燃气轮机余热锅炉在投入生产使用后，由于一些因素的影响，使得高压汽包内胆出现了裂纹，故针对此提出了相应的维修改造方案，具体如下文。

一、锅炉简述

本锅炉为三压无补燃强制循环锅炉，采用露天塔式布置，全悬吊结构，按七度地震烈度设防，锅炉为正压运行。高压锅通内径φ2200mm，厚度为 85mm，筒体直段长度为 8000mm，两端配椭球型封头，并设有人孔装置。筒体材料 19Mn6。高压锅筒的内部装置采用大直径、双层结构形式，即外壳为承压壳体，内胆为隔离筒体，当锅筒工作时，水从内胆下部经下降管引出，从蒸发器来的汽水混合物从锅筒下部进入内外壳体之间的夹层，使汽水混合物强制通过该夹层，对外壳起到均匀加热的作用，从而使锅筒筒壁（外壳）在锅炉快速启动时能均衡的升温。为保证锅炉正常运行时获得良好的蒸汽品质，在锅筒内装设置了二级汽水分离装置，一级为重力分离；二级分离为波形板分离器及均汽孔板组合成的汽水分离器。

二、现场检修情况

通过专业人员对9E 燃气轮机余热锅炉的检查，发现汽包两头内胆与内胆封边之间的整条角焊缝出现断续裂纹；内胆与安全阀进口管之间的角焊缝出现裂纹；高压汽包两头内胆封板与汽包筒体之间的角焊缝经磁粉检测发现高压锅筒左侧内胆端板与筒体角焊缝（靠端板侧）4 点到 6 点钟方向存在断续环向裂纹，筒体与封头环焊缝存在 2 条横向裂纹，共计约 10mm。割开内胆检查发现内部的角焊缝靠端板侧也出现裂纹；内胆支撑架与筒体焊缝也已出现开裂现象。如图1所示

图1 内胆封板的裂缝

三、出现裂缝的原因分析

经现场查看结合运行状况的分析，认为造成高压包内胆焊缝产生裂纹的主要原因为有：

1. 该 9E 机组为业主调峰机组，由于锅炉在启停过程中负荷变化幅度大，速度快且频繁，故锅炉汽包内胆应力的周期性波动加剧，伴随着循环加载的累积，在交变应力作用下，微裂纹在薄弱处萌生、扩展并逐步增大形成裂纹。

2. 高压汽包内胆端板角焊缝裂纹基本上都发生在下半部（水侧），根据这现象分析主要原因是：机组在热态启机、停机过程中，由于高压汽包内部内壁温度（200℃以上）与高压给水温度（100℃以下）温差较大，膨胀量不相同产生应力导致角焊缝开裂。

3.内胆端板角焊缝在汽包筒体封头主焊缝正上方，容易造成焊缝裂纹。

四、高压汽包内胆裂缝的解决方案

为解决上诉问题，为此杭锅提供如下解决方案。

1. 锅筒筒体焊缝修复：

锅炉高压汽包内胆整体拆除，对筒体及筒体主焊缝进行整体检测，确保筒体本身没有裂纹缺陷。对筒体及焊缝进行表面打磨抛光后做进一步的检查，采用角磨机进行整体的手工打磨来消除裂纹缺陷，经磁粉检测确认无裂纹显示。若打磨深度不超过 5mm，打磨处圆滑过渡即可；若打磨深度超过 5mm，对打磨处进行补焊。

2. 增加筒体预埋板：

为了消除内胆封板与筒体焊缝的应力，在锅筒筒体上焊预埋板，锅筒内胆封板与筒体之间不直接焊接如下图2：

图二 易买板位置

1）锅筒内胆两侧封板处增加筒体预埋板（预埋板与筒体焊接后的热处理需严格按照热处理工艺执行），封板尺寸相应减小。（预埋板厚度6mm，宽度200mm,材质Q235B）。

2）内胆两侧封板往中间移。锅筒内胆两侧封板角焊缝往中间移 100mm 左右，避开汽包筒体封头主焊缝。内胆封板、 补板、壳板、支架等尺寸相应减少如下图3：

图三 内胆封板位置图

3. 其它。 1）原锅筒内胆（包括封板、补板、壳板、支架）全部重新制造、供货、安装。

2）锅筒内胆拆除前应对管道的各管口进行封堵，预防锈渣、杂物进入管道内。锅筒内胆 安装严格按照改造方案施工，内胆装焊完毕后应及时消除焊接应力，并经 100％的磁粉探伤合格。

3）一次分离安装严格按照图纸安装要求，各块分离器接头处、分离器上下部的隔汽板要严密不漏，固定螺栓完好齐全，无松动，螺母经紧固后进行点焊，防止脱落,分离器流水管畅通无阻。汽水分离器装置安装前仔细检查焊缝有无气孔、漏焊或裂纹，二次分离隔板全新制造并安装，固定螺栓完整无缺无松动，无脱落。

4）锅筒汽水分离装置、内胆拆除后对锅筒筒体内壁表面的水垢，泥垢及铁锈要清扫干净。内胆支架角焊缝、筒体环焊缝处表面需打磨平整、圆滑。

5）对高压汽包热电偶套管进行检查及修复，施工完毕后停炉 8 小时内必须保证高压汽包上下壁温差不大于 50℃。

6）拆除筒体外壁 1.5 米范围内的管道保温，打磨各管座、环焊缝及弯头，检查有无裂纹和其它损伤，超标缺陷需进行修补或更换处理，并经 100％的MT或 RT、UT无损探伤合格。

7）完工后清理汽包内部锈渣、杂物及管口封堵板，确保汽包内部干净整洁。

五、维修改造方案实施的安全措施

1）所有施工人员必须进行安全教育后才能进入施工现场，并做好书面安全技术交底记录，严格遵守"十大禁令"；

2）所有进入施工现场的施工人员必须穿工作服，戴安全帽，登高作业必须佩戴安全带；

3）施工现场保持场地整洁，严禁打闹及吸烟； 4）乙炔与氧气分开存放，保持8米安全距离；

5）受限空间进出需登记，人孔外需专人看护；

6）雨天施工检查电器设备是否完好无损，有无漏电现象；

7）对违反安全规定者，将按照有关规定给予处罚；未尽事宜参见业主与公司的有关安全规定实施。

六、改造效果及改造总结

通过上述改造，可达到消除裂纹的目标并避免裂纹再次产生。可确保高压汽包在今后安全经济运行。

参考文献：

[1]李水发. GE 9FA燃气轮机余热锅炉高压汽包水位下降速率分析及处理[J].福建建材,2016(11):75-76.

[2]曹炼博, 王文飞,李玉刚,等.9E燃气机组升级改造方案研究与比选[J].中国新技术新产品,2021(9):71-73.

[3]王哲, 李金梅. 工业锅炉内部检验中汽包垢下腐蚀分析及处理方法[J].

中国设备工程, 2019(6):40-41.