600 MW机组省煤器输灰管路的改进

      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 mm Φ325 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 mm Φ108 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，气锁阀固定在钢结构上，气锁阀上部管道及其三维波纹补偿器产生
膨胀反力会传递给气锁阀的顶部，因此必须对气锁阀顶部进行加固。加固的办法
是在气锁阀壳体的顶部增加4 块钢板与三维波纹补偿器连接，尽可能地将三维波
纹补偿器的膨胀反力分散到气锁阀壳体，减小气锁阀壳体局部的承压应力。

      4 结束语本工程的改造成功，为相关工程提供了可借鉴的经验。当然对系
统本身而言，还可进一步优化，如：金属膨长节的波级数还可适当增加，气锁阀
顶部加固还需进一步加强，检修平台还可进一步优化等。