溫電鍋爐高溫再熱器的壁溫超溫調(diào)整

摘 要：文章重點介紹溫電公司660MW超超臨界燃煤鍋爐，高溫再熱器管壁出現(xiàn)局部超溫的原因分析，及針對超溫的調(diào)整方法。

關(guān)鍵詞：再熱器；超溫；調(diào)整；二次風(fēng)

引言

溫州電廠（以下均簡稱溫電）采用660MW超超臨界燃煤鍋爐，北京BW公司設(shè)計制造、螺旋爐膛、對沖燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、露天布置的Π型鍋爐。該鍋爐的設(shè)計最大連續(xù)出力（BMCR）1958t/h，主/再熱蒸汽壓力和溫度分別是29.3/5.67MPa、605/625℃。該鍋爐的高溫再熱器布置在水平煙道處，為垂直管組，順流布置，沿鍋爐寬方向布置，共97片受熱面。該廠機組2015年10月份進(jìn)入整組啟動后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高溫再熱器出口蒸汽溫度超過610℃時，高溫再熱器部分管壁溫度超過650℃（650℃為高溫再熱器安全運行限值），特別是第1090～1095號管子超溫最為明顯。因此該廠處于安全考慮，將再熱蒸汽溫度控制值限定在610℃以內(nèi)，不能達(dá)到設(shè)計的625℃，影響機組運行的經(jīng)濟(jì)性。

1 再熱器壁溫超溫的危害及原因分析

1.1 高溫再熱器壁溫超溫危害

高溫再熱器金屬材料如果長時間超過允許溫度工作，會使其金相組織惡化，再熱器管道機械強度下降，金屬蠕變速度加快，材料使用壽命快速縮短，嚴(yán)重時引起高溫再熱器爆管。

1.2 高溫再熱器局部超溫可能原因

高溫再熱器局部出現(xiàn)超溫較整體溫度偏高，其原因更加復(fù)雜，調(diào)整起來更加困難。

引起高溫再熱器壁溫局部超溫的可能原因有以下幾種：

（1）高溫再熱器部分管道內(nèi)部有結(jié)垢現(xiàn)象。如果長時間再熱蒸汽品質(zhì)不合格，特別是含硅量較高時，容易在受熱面管道內(nèi)壁結(jié)垢。水垢的導(dǎo)熱性極差，其熱阻是碳鋼材料的50倍，影響蒸汽對管材的冷卻效果，導(dǎo)致管壁超溫。

（2）高溫再熱器部分管道內(nèi)部有堵塞現(xiàn)象。對于新建鍋爐，鍋爐在制造和安裝的過程中，可能形成氧化物和焊渣，并且會帶入泥沙和保溫材料的碎渣。管道在加工時，有時會使用含有硅、銅等冷熱潤滑劑（如石英砂、硫酸銅），或者在彎管時進(jìn)行灌砂，管道在出廠時還可能涂覆油脂類防腐劑，這些雜質(zhì)可能堵塞再熱器管道。如果部分再熱器管道發(fā)生堵塞現(xiàn)象，使得管道內(nèi)部的蒸汽流量減小，對管道的冷卻效果變差，導(dǎo)致管道超溫。

（3）鍋爐內(nèi)部燃燒調(diào)整不當(dāng)。引起爐膛出口煙氣溫度局部高溫，使得高溫?zé)煔鈪^(qū)的高溫再熱器壁溫超溫。

（4）煙氣走廊。所謂煙氣走廊是指在對流換熱區(qū)域內(nèi)，受熱面管束和爐墻之間的間隙，一般有幾厘米跨度，由于該間隙流動阻力比較小，煙氣流動速度較大，強化了對流換熱效果，使得該區(qū)域內(nèi)的受熱面壁溫較高。

1.3 溫電鍋爐高溫再熱器局部超溫原因分析

溫電鍋爐整組啟動前按照《火電工程調(diào)整試運質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)》、《火電工程調(diào)整試運質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對鍋爐受熱面進(jìn)行了化學(xué)清洗和蒸汽沖管，并且達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。因此，由結(jié)垢或者雜質(zhì)堵塞引起該鍋爐高溫再熱器管壁超溫的可能性不大。煙氣走廊引起的超溫只可能發(fā)生在最靠近爐墻的一個換熱片，而且鍋爐在設(shè)計時已經(jīng)采取了相關(guān)措施消除了煙氣走廊的影響，因此煙氣走廊引起的超溫也可以排除。通過分析我們認(rèn)為，溫電鍋爐高溫再熱器局部超溫是由爐膛內(nèi)部燃燒調(diào)整不當(dāng)，使得爐膛出口煙氣溫度局部偏高，引起該區(qū)域內(nèi)的受熱面管壁超溫。

溫電鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式，配有36只雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，分三層布置在鍋爐的前后墻，其中上、中、下層分別對應(yīng)C/D、B/E、A/F制粉系統(tǒng)，每個制粉系統(tǒng)配6只燃燒器。主燃燒區(qū)上方配置OFA噴口（也稱為分級風(fēng)噴口）利用分級送風(fēng)的方式，將主燃燒器的一部分燃燒空氣分流至OFA噴口，可使主燃燒區(qū)內(nèi)未燃盡的燃料進(jìn)一步燃燒，提高鍋爐效率并降低NOx的排放。

該鍋爐出現(xiàn)超溫現(xiàn)象的第1090～1095號高溫再熱器管子，現(xiàn)場安裝在水平煙道偏向右側(cè)墻的位置。說明該鍋爐主燃燒區(qū)靠近右側(cè)墻的幾個燃燒器的燃燒不充分，未燃盡的燃料在上層的OFA區(qū)域繼續(xù)燃燒，導(dǎo)致爐膛右側(cè)的出口煙溫較高，引起水平煙道內(nèi)靠近右側(cè)墻的高溫再熱器管壁超溫。

2 處理措施

通過調(diào)整爐膛右側(cè)中、上層燃燒器的內(nèi)/外二次風(fēng)葉片的角度，增加該區(qū)域內(nèi)的氧量輸送，使?fàn)t膛右側(cè)燃燒更加充分，減少右側(cè)OFA區(qū)域的再燃燒，使火焰中心下移，降低右側(cè)爐膛出口的煙溫。雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器內(nèi)二次風(fēng)葉片的可調(diào)范圍15°～55°，外二次風(fēng)葉片的可調(diào)范圍40°～80°。

調(diào)整前中、上兩層燃燒器內(nèi)/外二次風(fēng)葉片角度（表1）：

通過以上燃燒調(diào)整，解決了溫電高溫再熱器壁溫局部超溫的問題。目前，該鍋爐高溫再熱器出口蒸汽溫度達(dá)到額定的625℃時，其金屬壁溫也能控制在650℃以內(nèi)，確保了鍋爐運行的安全。

3 結(jié)束語

溫電660MW超超臨界燃煤鍋爐高溫再熱器出現(xiàn)的局部超溫現(xiàn)象，是由于爐膛內(nèi)部燃燒調(diào)整不當(dāng)引起的，通過調(diào)整燃燒器二次風(fēng)的配比，解決了超溫問題，即保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運行，為同類解決型鍋爐出現(xiàn)的局部超溫現(xiàn)象提供了一個很好的案例。

參考文獻(xiàn)

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