引言状态检修根据设备初期的运行情况分析其潜在的问题，评估问题发生的原因和进一步发展方向以及设备的可预估寿命，从而合理地安排、制定设备的检修计划，以此减少设备的非计划停运、机组的非停[1]。锅炉受热面超温是锅炉运行中经常出现的问题，主要由偏烧、异物堵塞、结焦等原因引起，轻则影响机组的安全运行，机组负荷受限；严重则导致非停，直接影响机组的安全及发电量[2]。将状态检修应用到锅炉本体的日常运行监护及检修中，可以有效地发现潜在的隐患，指导运行人员针对性地操作调整，指导检修人员合理安排工作量，同时可以结合机组的调停进行计划检查、检修[3]。1三级过热器节流孔异物超温案例某电厂过热系统分为4级，大致分为一级过热器、二级过热器、三级过热器、四级过热器。三级过热器具有高温度、高压力的参数特点，对其安全性要求更为严格。某电厂于2017年9月18日调停后起机，三级过热器第4屏第6管温度比同一管屏其他点的温度高，三级过热器调停前、后温度偏差对比如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F001图1三级过热器调停前、后温度偏差对比由图1可知，调停前三级过热器第4屏第5管、6管、7管、8管壁温变化趋势相同且同屏不同点的壁温相差不大，最大温度偏差小于20 ℃，调停后启动（2017年9月19日之后），三级过热器第4屏第6管的温度明显比第5管、7管、8管高，第6管比其他点温度高约30~40 ℃，且壁温偏差一直存在，该点管壁温度最高达到637 ℃。通过状态监测，初步诊断为该超温管氧化皮脱落引起的节流孔堵塞或异物堵塞节流孔问题[4]。三级过热器第1~4屏入口集箱下部节流孔如图2所示，三级过热器第4屏U形弯如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F002图2三级过热器第1～4屏入口集箱下部节流孔10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F003图3三级过热器第4屏U形弯1月份根据机组运行情况，结合省调的要求，机组调停，并对三级过热器第1~4屏（从A侧往B侧数）的入口集箱下部节流孔及三级过热器第4屏进口管壁U形弯头处进行拍片检查。三级过热器节流孔拍片结果如图4所示。节流孔处存在异物。对存在异物的管子进行割管检查，确认存在金属异物。三级过热器第4屏第6管流孔金属异物长约15 mm，宽约11 mm，异物位于该管节流孔进口处，异物当量直径约12.69 mm，大于该管节流孔最小直径11.10 mm。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F004图4三级过热器节流孔拍片结果根据三级过热器第4~6管弯头处拍片结果，弯头外弧面有轻微的氧化皮堆积，但是处于可控的范围内，属于正常积累值。对异物进行光谱成分分析。金属异物光谱元素成分分析如表1所示。查阅相关资料显示，该成分接近碳钢，根据介质流向及管材材质判断，该成分为基建遗留物。此外，对管材的硬度进行检查，结果显示硬度符合运行要求。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.T001表1金属异物光谱元素成分分析元素含量Cr0.72Mn0.69Fe95.60Ni0.81Hf1.48W0.36Mo0.16%检查处理后，机组于11月份启动，机组运行稳定后调取SIS系统的在线监测温度数据。处理前、后三级过热器第4屏管材温度对比如图5所示。机组启动后三级过热器第4屏4根管壁壁温变化趋势同步且温度偏差小于5 ℃，在高负荷(960 MW)状态时，温度偏差最大，为4 ℃。壁温状态监测在状态检修中的应用，不仅为锅炉本体如何开展状态检修提供了新的思路，同时也通过检修实际验证了壁温状态检修的真实性。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F005图5处理前、后三级过热器第4屏管材温度对比2水冷壁突发性超温案例水冷壁作为锅炉的蒸发受热面，在汽水系统中占有重要的地位。锅炉受热面的超温问题严重威胁机组的运行安全，需要探究如何有效地控制水冷壁超温、如何利用状态检修的理论解决或分析水冷壁超温的问题[5]。本案例介绍了状态检修中在线温度检测在解决水冷壁超温方面的有效应用。水冷壁壁温变化趋势如图6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F006图6水冷壁壁温变化趋势2号锅炉后墙水冷壁A108、112、115在11月5日出现突发性的超温，比附近区域的管壁温度高约30~40 ℃，经过运行调整后，温度恢复正常。但在随后的一段时间内，上述3根管出现频繁的超温现象。为了找到超温的原因，保障机组的安全运行，对相关的汽水系统、制粉系统、吹灰系统进行检查。通过调取SIS系统发现，从2017年4月至11月，汽水系统、制粉系统、吹灰系统等均未出现超温，上述系统超温点非超温敏感点。根据SIS磨煤机参数，2B磨的一次风粉管压力比同负荷的其他磨压力偏低，B磨的粉管压力为1.94 kPa，C磨的粉管压力为2.68 kPa，D磨的粉管压力为4.10 kPa。结合现场的磨煤机布置情况，B磨对应的7号、8号角管道最长，弯头最多，管道的阻力最大。若此时的一次风压偏低，容易引起煤粉喷口的刚性不足，煤粉的均匀性偏差大，进而导致火焰偏斜，出现刷墙现象[6-7]，最终导致7号、8号角之间点位超温。2B磨启停管材温度变化如图7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.F007图72B磨启停管材温度变化由图7可知，B磨停运后，F磨启动，在相同的负荷及其他的运行方式一样的情况下，壁温快速下降，未出现超温现象，所以此次超温很可能是由一次风压低、煤粉均匀性差、刚性不足、火焰贴壁等原因引发。后续检查发现，2B磨一次风量测点不准，当前显示值比实际值偏大，导致运行人员不敢增大一次风量，从而使得一次风速偏低。对现场的燃烧器摆动机构进行检查，发现个别燃烧器摆动机构传动件的安全销断裂，导致燃烧器在自身重力的作用下出现下摆，无法根据指令摆动上下操作。个别燃烧器无法摆动，会对下游的燃烧器喷口的射流造成不良影响，导致下游喷口射流角度偏斜、向火侧角度减小、切圆出现局部移位，可能出现局部温度过高现象，导致水冷壁局部超温[8-9]。同时，当个别燃烧器的下摆与同机构连接的二次风摆动不一致时，如二次风水平或上摆时，会使得煤粉过早与助燃空气进行二次风混合，局部过量空气系数增大，煤粉燃烧加剧，着火提前，进而产生局部高温现象，水冷壁出现超温[10-11]。3状态检修与检修的耦合实践应用状态检修是根据设备的运行状态去选择性地、有计划地进行检修，实现检修费用的利用最大化、人员安排的合理化、设备寿命的最大化[12]。锅炉受热面管材具有固定的使用寿命。受热面的管材超温会使材料的力学性能、机械性能发生变化，缩短其使用寿命。管材减薄的管子需要在检修期间进行评估、更换。传统的检修采用拉网式防磨防爆检查，会造成人力、物力、时间的浪费，同时不一定能够发现潜在的隐患。状态检修为防磨防爆检查提供了新的思路，使得在线温度监测与设备检修有效的耦合在一起，逐渐形成了定点检查、定位检修、精准定位、主次分明的检修理念。状态检修的实施效果较好，实现了设备的高水平检修，成本的高效利用[13-14]。2016年2号炉超温统计如表2所示。前墙第436~544根管子区域存在多处超温，其中前墙第544管单月累计超温达68 min。2号炉检修期间对第436~544根管子超温区域管材的状态进行重点检查，发现锅炉前墙标高35.7~44.5 m，第436~544根管子位置区间的水冷壁中部散管的管屏存在高温腐蚀、横向裂纹等问题，对问题严重的区域进行换管处理，共计更换55根，合计长度约98 m。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.T002表22016年2号炉超温统计超温位置超温负荷区间/MW超温区间/℃超温开始时间超温结束时间超温时长/min总计超温时间/min前墙第436管566~570507~5106月27日11：376月27日11：3813518~523506~51210月18日0：0110月18日0：032前墙第524管547~554506~5146月18日8：056月18日8：0944前墙第536管517~570507~52210月17日23：5010月18日0：041416551~553507~51310月22日20：3010月22日20：322前墙第544管462~467508~5176月22日4：016月22日4：05477504~509507~5096月23日20：566月23日20：582526~537506~5146月27日3：436月27日3：5916510~525506~5216月27日4：106月27日4：5242563~570508~5336月27日11：356月27日11：394519~522506~50710月18日0：0210月18日0：031551~553507~51410月22日20：3010月22日20：322522~529506~51110月22日21：3310月22日21：396注：仪控测点报警值为：前墙中部入口管（标高51.2 M）506 ℃；后墙中部入口管（标高51.2 M）498 ℃；下表同。2017年3号炉超温统计如表3所示。3号炉前墙中部入口管第472点、第476点、第492点、后墙中部入口管第100点、第104点金属壁温在检修前近5个月内存在超温现象，第472点、第476点较为严重。检修中对上述超温区域进行重点检查，发现在标高35.7~44.5 m处，超温点区域水冷壁中部散管的管屏存在较为严重的横向裂纹并伴有严重的高温腐蚀情况，第472~476管水冷壁最为严重，对严重区域进行换管处理，共计更换132根，合计长度约330 m。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.09.015.T003表32017年3号炉超温统计超温位置超温负荷区间/MW超温区间/℃超温开始时间超温结束时间超温时长/min总计超温时间/min前墙第472管328~351508~5243月28日6：063月28日6：09341419~421506~5113月28日7：363月28日7：393421~423507~5273月28日7：443月28日7：506487~513508~6026月12日19：396月12日19：5314460~491506~5447月10日9：597月10日11：2324492~497507~5507月10日11：327月10日11：375前墙第476管329~335508~5123月28日6：063月28日6：08227419~422506~5183月28日7：463月28日7：493488~513507~5916月12日19：396月12日19：5314478~490508~5257月10日11：147月10日11：206492~497514～5317月10日11：337月10日11：352前墙第492管490~509507~5326月12日19：476月12日19：5255后墙第100管331~403498~5523月28日6：073月28日6：16995420~425498~5073月28日7：323月28日7：342451~494502~5453月28日9：013月28日9：1716498~506499~5193月28日14：333月28日14：5421493~506498~5143月28日15：063月28日15：3327498~505498~5033月28日15：443月28日16：517502~508498~5043月28日17：033月28日17：129491~505502~5226月12日19：476月12日19：514后墙第104管329~406498~5613月28日6：043月28日6：161247419~425498~5203月28日7：313月28日7：4817454~498498~5403月28日9：023月28日9：1715491~500499~5076月12日19：486月12日19：5134结语壁温状态监测在状态检修中的应用不仅为锅炉本体开展状态检修提供了新的思路，同时也通过实际检修验证了壁温状态检修的可行性。此外，状态检修工作的开展可以很好地指导检修实践。状态检修可以实现有目的地针对性检查，进而可以在检修期间的防磨防爆检查工作中减少水冷壁磁粉检测和打磨数量，减少工作量的同时提高了缺陷检出率和设备可靠性，避免了机组运行期间水冷壁泄漏的不安全事件发生。状态检修在锅炉本体方面的应用颇具成效，提高了设备的安全价值，提高了电厂的综合性经济效益。