楊崚

摘 要：近年來(lái)，鍋爐高溫受熱面超溫爆管現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危及到了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為此，結(jié)合本廠過(guò)熱器局部超溫的例子，分析了高溫受熱面超溫原因，并提出了解決問題的相應(yīng)技術(shù)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：大容量鍋爐；過(guò)熱器；燃燒器；管壁超溫

中圖分類號(hào)：TK229.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.123

1 鍋爐設(shè)備概況

華潤(rùn)電力（常熟）有限公司鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行本生直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)。

燃燒器布置方式采用前后墻布置，對(duì)沖燃燒。前后墻上各布置了4層燃燒器，每層各有4只。在最上層煤粉燃燒器上方，前后墻各布置了1層燃燼風(fēng)口，每層布置7只，共14只燃燼風(fēng)口。

2 運(yùn)行過(guò)程中存在的問題

目前，3號(hào)爐末過(guò)13排19號(hào)管超溫報(bào)警，最高值為630 ℃，且與此溫度點(diǎn)相鄰管壁溫度顯示偏差達(dá)90 ℃，為了防止超溫導(dǎo)致爆管事件的發(fā)生，有必要對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析，并采取措施進(jìn)行調(diào)整。

3 過(guò)熱器局部管壁超溫原因分析

3.1 蒸汽工質(zhì)流量分配不均或管內(nèi)形成水阻

低負(fù)荷過(guò)熱器管內(nèi)工質(zhì)的流量分配不均勻，容易造成管壁超溫。在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，由于給水調(diào)整不及時(shí)造成過(guò)熱器管內(nèi)積水或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，投入減溫水不當(dāng)會(huì)造成管內(nèi)水塞，從而引起局部過(guò)熱。

3.2 管子內(nèi)部嚴(yán)重結(jié)垢或異物堵塞管子

由于蒸汽不良，引起管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重。另外，在檢修過(guò)程中有遺留在管子內(nèi)部的雜物或焊渣掉落在管子彎頭處，也易導(dǎo)致管壁溫超溫。

3.3 爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過(guò)高或燃燒中心偏離

爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過(guò)高或燃燒中心偏離，使附近管壁溫度超過(guò)設(shè)計(jì)的允許值，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①運(yùn)行過(guò)程中對(duì)各層燃燒器配風(fēng)不當(dāng)，當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，沒有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使燃燒工況繼續(xù)惡化，導(dǎo)致爐膛出口煙道溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布不均。②制粉系統(tǒng)出現(xiàn)故障，例如磨煤機(jī)單側(cè)分離器堵塞、部分粉管堵塞以及粉管風(fēng)速偏差太大等造成的爐內(nèi)燃燒偏斜。

3.4 受熱面結(jié)焦嚴(yán)重

由于燃燒揮發(fā)性高、灰熔點(diǎn)低的煤種或吹灰器故障等原因，過(guò)熱器受熱面表面容易積灰、結(jié)渣、結(jié)垢，這些都會(huì)造成管壁超溫。

3.5 過(guò)熱器管壁內(nèi)氧化皮脫落

在鍋爐的頻繁啟動(dòng)、停爐或升降負(fù)荷過(guò)程中，管子溫度變化幅度過(guò)大，導(dǎo)致氧化膜開裂脫落，積在U型彎的底部，堵塞了過(guò)熱器管，造成短期超溫爆管。

4 防止過(guò)熱器管壁局部超溫對(duì)策

防止過(guò)熱器管壁局部超溫對(duì)策主要有：①機(jī)組低負(fù)荷或機(jī)組啟動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少用減溫水，防止管內(nèi)形成水阻。②提高機(jī)組蒸汽品質(zhì)，做好停爐后的鍋爐保養(yǎng)工作，尤其要注意停爐后不能在過(guò)熱器管內(nèi)存積水，管道檢修后不留任何殘物。③做好運(yùn)行調(diào)整工作，找出合理的運(yùn)行方式，緩解超溫問題。當(dāng)火焰中心偏斜時(shí)，參考鍋爐兩側(cè)的氧量值、減溫水流量和各受熱面壁溫偏差來(lái)判斷火焰中心偏斜程度，及時(shí)通過(guò)調(diào)整磨運(yùn)行方式或臨時(shí)開啟粉管清掃風(fēng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)火焰中心過(guò)高時(shí)，二次風(fēng)采用倒三角型配風(fēng)或采用寶塔型各磨給煤量，適當(dāng)提高爐膛壓力、降低爐膛與二次風(fēng)箱差壓或適當(dāng)降低一次風(fēng)壓。運(yùn)行中，要嚴(yán)格控制好機(jī)組起停磨煤機(jī)升降負(fù)荷的調(diào)節(jié)速度，避免變化速度過(guò)快造成的超溫，減少因空氣預(yù)熱器和爐膛本體漏風(fēng)而引起的超溫。根據(jù)過(guò)熱器個(gè)別管壁超溫情況適當(dāng)開大一級(jí)減溫水量，控制后屏出口溫度。要緩慢減少負(fù)荷，使蒸汽流量的變化與爐內(nèi)熱負(fù)荷的變化趨于平衡。使用摻燒揮發(fā)分高、灰熔點(diǎn)低的煤時(shí)，煤粉進(jìn)入爐膛后提前著火，爐膛及屏過(guò)區(qū)域易結(jié)焦，后面的受熱面區(qū)域易產(chǎn)生熱偏差，從而造成管壁易超溫。所以，應(yīng)做好燃燒調(diào)整工作，通過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)分離器的出口溫度、提前一次風(fēng)整等方法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。④盡量對(duì)受熱面進(jìn)行全面、連續(xù)的吹灰，避免因吹灰不當(dāng)造成局部形成煙氣走廊。避免局部受熱面頻繁吹灰，造成吸熱量增大。⑤防范氧化皮的產(chǎn)生。氧化皮是金屬在高溫水汽中發(fā)生氧化的結(jié)果，氧化所消耗的氧來(lái)源于水汽本身，而非來(lái)源于溶解在水汽中的分子氧。因此，氧化皮的產(chǎn)生和剝離與水工況無(wú)關(guān)，氧化皮的剝離與機(jī)組采用的材質(zhì)、鍋爐燃燒工況、機(jī)組啟停速率有關(guān)。首先，正確選材是解決氧化皮脫落最根本的措施，在鍋爐設(shè)計(jì)或投運(yùn)以后的改造中，對(duì)高溫過(guò)熱器和再熱器采用抗高溫氧化性能和抗剝離性能更好一些的材質(zhì)，可以使氧化皮的厚度顯著減小。大量的研究和試驗(yàn)表明，細(xì)晶TP347 FG鋼管在550 ℃以上時(shí)的抗蒸汽氧化性能良好，其蒸汽側(cè)氧化皮生長(zhǎng)速度較慢，因此，這一措施已在國(guó)內(nèi)外電廠開始應(yīng)用。其次，要做好氧化皮的定期檢測(cè)工作。在大、中修期間，采用氧化皮監(jiān)測(cè)儀對(duì)過(guò)熱器、再熱器進(jìn)行氧化皮檢測(cè)，同時(shí)對(duì)管材進(jìn)行壽命評(píng)估，并及時(shí)更換氧化較嚴(yán)重的管材。再次，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，要嚴(yán)格按規(guī)程控制好升溫速度，防止運(yùn)行中超溫，盡可能地減緩機(jī)組溫度變化的速度，盡量避免緊急停爐，嚴(yán)禁停爐后通風(fēng)快速冷卻，以防氧化皮脫落。機(jī)組大修停爐時(shí)快速停爐冷卻，使氧化皮盡快脫落，并在大修期間清除干凈。另外，還要做好停爐防腐工作，防止過(guò)熱器、再熱器彎頭積水而造成停運(yùn)腐蝕。最后，采用汽輪機(jī)啟動(dòng)旁路系統(tǒng)吹掃氧化皮。在機(jī)組啟動(dòng)初期，利用機(jī)組本身的一、二級(jí)旁路系統(tǒng)對(duì)鍋爐的過(guò)熱器、再熱器進(jìn)行蒸汽吹管，通過(guò)監(jiān)測(cè)凝結(jié)水中鐵含量的變化，判斷是否有氧化皮脫落。⑥在運(yùn)行過(guò)程中，過(guò)熱器管內(nèi)有少量氧化皮的處理辦法是將負(fù)荷降至400～420 MW，通過(guò)增加100～120 MW的負(fù)荷進(jìn)行擾動(dòng)，負(fù)荷來(lái)回變化2次以上；將升負(fù)荷速率控制在20～25 MW/min之間，以達(dá)到快速增加蒸汽量和快速提高蒸汽壓力的目的，有利于蒸汽帶走脫落氧化皮。在擾動(dòng)過(guò)程中保持主、再熱蒸汽溫度在額定范圍內(nèi)，通過(guò)快速變動(dòng)負(fù)荷吹掃氧化皮，效果明顯，該超溫點(diǎn)溫度恢復(fù)至正常值。該措施不僅防止了鍋爐受熱面爆管，也減少了機(jī)組非停次數(shù)，使運(yùn)行機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性都得到了提高。

參考文獻(xiàn)

[1]朱全利.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011.

〔編輯：王霞〕