[发明专利]一种通球试验用试验球及其应用

说明书

本发明公开了一种通球试验用试验球及其应用，试验球为冰冻球，冰冻球是由水或含水物质通过降低温度凝固而成的球体，并且所述球体能够因吸热而融化；冰冻球的直径按照规定根据通球试验管道内径进行配置。将冰冻球放入试验管道的入口，在试验管道的入口通入压缩空气进行吹动，根据冰冻球是否能够正常通过到达试验管道出口判断试验管道合格与否。本发明中冰冻球易于在管道中被吹送，保证通球试验顺利进行；并能通过温度监测实现对问题焊口的准确定位，保证故障判断的准确性和快捷性。

技术领域

本发明涉及锅炉检修管道更换后的检查，更具体地说是一种锅炉管道通球试验中所涉及的试验球，以及试验球的具体应用。

背景技术

近年来，深度调峰导致现代大型锅炉运行工况越来越复杂、负荷变化率越来越快。同时，燃煤价格居高不下，为了增强燃煤机组生存率，锅炉开始掺烧大量的低价高硫煤，并因此出现在锅炉检修时需要更换受热面管材的情况。

火电机组多为调峰机组，锅炉负荷频繁变换引起受热面管道温度频繁的变化，在锅炉运行中，管道的超温常常出现锅炉超温爆管。锅炉超温爆管的主要区域是发生在锅炉高温管屏区，屏式过热器、高温过热器、高温再热器等。锅炉管材失效爆管后，喷出的蒸汽会吹向临近管道，造成其它管道的吹损减薄及爆管，新爆管道的蒸汽又会吹向下一个管道，恶性循环，因此锅炉高温管屏的一个爆管点可能会导致锅炉受热面的大面积爆管。

大量燃烧高硫煤的代价就是锅炉出现明显高温腐蚀现象，爆管和换管问题频繁发生，严重影响锅炉安全、稳定运行。高温腐蚀主要发生在水冷壁区域，对冲锅炉多发生在侧墙及燃烧器周边。由于环保压力的增加，很多机组进行了低氮燃烧改造。低氮改造造成燃烧区域处于欠氧燃烧状态，进而在水冷壁近壁区域积聚H₂S和CO等气体，形成还原性和腐蚀性气氛，并造成锅炉水冷壁燃烧区域出现高温腐蚀问题。高温腐蚀的明显特征是水冷壁管道外表面疏松、开裂、甚至剥落。

燃煤掺烧并不是简单线性叠加，如果配比不合理常常会引起锅炉结焦现象。锅炉结焦产生的大块焦块在自重或在外力作用下脱落时，能够把落渣口水冷壁(捞渣机上部)砸穿或变形或表面出现大的凹坑。有时，高温腐蚀和锅炉结焦现象几乎同时出现。

锅炉燃烧的低价煤种还有灰分高、热值低的特点，这些会导致锅炉燃烧产物中粉尘浓度和速度较高。飞灰对金属受热面的磨损与飞灰颗粒的大小成正比，与飞灰颗粒的速度成二次方关系，与烟气流速的3.1～3.5次方成正比。锅炉燃烧灰分高的煤种往往导致该区域水冷壁磨损严重，甚至会导致爆管。

当锅炉出现爆管时，需要停炉检修。在检修过程中，需对出现问题的金属管材进行全面更换。根据DL/T 939-2018《火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则》，对新更换的金属管道应进行通球试验。传统通球试验是：试验球为钢球，按照规定根据管径选择试验钢球的钢球直径，对钢球的吹动采取0.6MPa的压缩空气，钢球从受热面管中顺利通过则受热面管为合格，否则需要找出原因并对受热面管进行修理或更换。

传统钢球通球试验存在以下问题：

1、对于更换的长管段，往往存在多于一个的焊口，焊口处若在管内有焊瘤存在，减少管道的通流面积，通球试验时往往会因为这些焊口卡住钢球，而从管外无法判断钢球卡在哪个焊口处，往往需要逐个将焊口割开，作排除检查，再重新焊接，重新通球试验，直至通球试验合格；高温高压受热面管一个焊口大约就需要800-900元，且有不少焊口需要热处理、打坡口等工序，这些都大大增加了检修费用、工作量和检修时间。

2、在针对竖直长管、带多个弯头的U形管、蛇形管等进行通球试验时，由于压缩空气的动力不易把钢球吹出，往往面临不能进行通球试验；更有甚者在进行通球试验中因钢球取不出需要割管，如此大大增加工作量和检修时间。

3、若是通球试验失败，钢球不能滞留在管中，因为钢球管内滞留减少了至少7/16的管道截面积，热态运行时导致管内通流冷却蒸汽量大幅降低，极易导致锅炉超温爆管，给锅炉安全运行带来重大隐患，这给通球试验增加了事故风险。