600MW機(jī)組鍋爐熱偏差的分析與防治

1、600mw機(jī)組鍋爐熱偏差的分析與防治 【摘 要】本文對我廠5號鍋爐熱偏差產(chǎn)生的原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析并對熱偏差的消除和防止提出改進(jìn)措施。對我5號機(jī)組消除鍋爐熱偏差防止過熱器超溫爆管具有指導(dǎo)意義。 【關(guān)鍵詞】熱偏差;危害;原因;防止 1 概述 通遼電廠三期1600mw汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司根據(jù)引進(jìn)的美國abb-ce燃燒工程公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的亞臨界壓力，一次中間再熱，單爐膛，控制循環(huán)汽包鍋爐;型號為hg-2080/17.5hm12。鍋爐整體型布置，全鋼構(gòu)架懸吊緊身全封閉結(jié)構(gòu)。鍋爐設(shè)計(jì)壓力19.95mpa，最大連續(xù)蒸發(fā)量為2080t/h，額定蒸發(fā)量為2005 t/h，額定蒸汽溫度5

2、41。設(shè)計(jì)主燃料為霍林河褐煤，低位發(fā)熱量13090kj/kg。 爐膛燃燒方式為正壓直吹四角切圓燃燒，燃燒器噴口可擺動(dòng)。斷面尺寸20052mm20193mm，爐膛容積25228m3。爐膛上部布置有墻式再熱器、分隔屏過熱器、后屏過熱器、后屏再熱器。水平煙道中布置有末級再熱器、末級過熱器和立式低溫過熱器。后煙道豎井布置水平低溫過熱器和省煤器。后煙道下部布置有兩臺(tái)三分倉回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器。爐膛高熱負(fù)荷區(qū)域采用內(nèi)螺紋管膜式水冷壁，水循環(huán)方式為強(qiáng)制循環(huán)，選用三臺(tái)沈陽水泵廠生產(chǎn)的低壓頭爐水循環(huán)泵。爐膛四角布置擺動(dòng)式燃燒器，燃燒器上方布置高位ofa燃燼風(fēng)，保證nox排放值。制粉系統(tǒng)配置7臺(tái)mps225hp型中速輥

3、式磨煤機(jī)，鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，6臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度r90= 35 %，煤粉細(xì)度可調(diào)范圍r90=25%40 %。 蒸發(fā)系統(tǒng)的流程為：給水泵省煤器汽包下降管循環(huán)泵水冷壁汽包。 過熱蒸汽流程為：汽包頂棚管和包覆過熱器水平低溫過熱器立式過熱器一級減溫器分隔屏二級減溫器后屏過熱器三級減溫器末級過熱器汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)口。一次汽調(diào)溫方式為噴水減溫器，再熱蒸汽流程為：汽輪機(jī)高壓缸出口再熱蒸汽事故噴水墻式再熱器屏式再熱器末級再熱器汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口。過熱蒸汽汽溫主要靠一、二、三級噴水減溫器調(diào)整，共布置有三級六點(diǎn)。再熱蒸汽主要靠擺動(dòng)燃燒器調(diào)溫，并在再熱器進(jìn)口導(dǎo)管裝設(shè)了兩只事故噴水減溫器。 2 鍋爐

4、熱偏差的危害 在鍋爐中，過熱器是工作條件最差的受熱面，一是它內(nèi)部的工質(zhì)溫度最高，二是高參數(shù)大容量鍋爐的過熱器還布置在煙氣溫度較高的區(qū)域內(nèi)，使其管壁溫度比較高。盡管高溫過熱器都使用了合金鋼管，但其實(shí)際工作壁溫與該種鋼材允許的最高溫度差距不是很大。如果運(yùn)行中有熱偏差，偏差管（熱偏差系數(shù)大于1的管子）的壁溫，有可能超過金屬的允許工作溫度而引起過熱，這樣會(huì)使管子蠕脹速度加快甚至損壞，某些過熱器的爆管，熱偏差就是原因之一。我廠5號機(jī)投產(chǎn)以來，過熱器和再熱器均發(fā)生過過熱導(dǎo)致漏泄的事故。而變工況（主要是低負(fù)荷）運(yùn)行中分隔屏過熱器壁溫超溫時(shí)常發(fā)生。 3 熱偏差產(chǎn)生的原因 造成各受熱面熱偏差的主要原因?yàn)闊崃Σ痪?/p>

5、和水力不均。 3.1 影響熱力不均的因素 鍋爐爐膛及煙道中煙氣的溫度場.速度場分布不均勻是造成過熱器.再熱器熱力不均的主要原因。在爐膛中因有水冷壁.壁式再熱器吸熱，所以靠近個(gè)受熱面附近的煙氣溫度較低，煙道中間的煙氣流速往往高于兩側(cè)的煙氣流速。這就造成了位于煙道中間管子的吸熱量大于兩側(cè)管子的吸熱量，出現(xiàn)了熱偏差。當(dāng)運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)造成爐膛火煙偏斜時(shí)，也可造成煙道兩側(cè)的熱力偏差問題。 在水冷壁發(fā)生結(jié)焦的情況下，對流煙道兩側(cè)后煙氣溫度也同爐膛出口煙氣溫度的偏差而不同，水冷壁結(jié)焦側(cè)的煙氣溫度相對較高，當(dāng)對流煙道受熱面發(fā)生結(jié)焦或結(jié)灰時(shí)，結(jié)焦或結(jié)灰部位管子的 吸熱量將減少，對流煙道的截面發(fā)生局部結(jié)焦時(shí)，其余截

6、面中的煙氣流速及煙氣量將增大，處于這些受熱面吸熱量將增多。 如果煙道中管子排列不均勻，管間的間隙有大有小，也會(huì)造成各管吸熱的不均勻，當(dāng)管間有較大的間隙既形成所謂“煙氣走廊”時(shí)，由于該處的煙氣的流速加快，煙氣量增多，因而加強(qiáng)了對流換熱，而且煙氣走廊處的輻射層的厚度較大，使與煙氣走廊鄉(xiāng)鄰的蛇形管的吸熱量大大增加。對于我廠5號機(jī)鍋爐而言，由于爐膛較高，燃燒器層數(shù)多（7層），采用的逆時(shí)針、四角切圓、直流式燃燒系統(tǒng)，存在著較大的殘余旋轉(zhuǎn)。爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)使煙氣倆側(cè)的流速和煙溫產(chǎn)生偏差，由此而產(chǎn)生倆側(cè)煙道內(nèi)受熱面的吸熱量不均勻。由于熱力不均造成了過熱器再熱器的吸熱不均，吸熱多的管子溫度高，蒸汽比容大

7、，因而流速高，阻力大，其結(jié)果必然造成流量的降低，從而更加劇了熱偏差的增大。 3.2 影響水力不均的因素 過熱器或再熱器各并列管中的蒸氣流量與煙道斷面熱負(fù)荷的分步均勻程度有很大關(guān)系。除此之外，各并列管中的流量分配是與該管的流動(dòng)阻力和進(jìn)出口聯(lián)箱之間的壓差有關(guān)系。處于同一進(jìn)出口聯(lián)箱的個(gè)并列管工作時(shí)，蒸汽引入管或引出管與聯(lián)箱的聯(lián)接方式會(huì)影響到聯(lián)箱中壓力的分布。由于聯(lián)箱中壓力分布的不均勻，造成了各并列管進(jìn)出口壓差的不同。使各管排中流量產(chǎn)生偏差，從而引起水利不均。 流量的不均勻常來各并列管中工質(zhì)流動(dòng)阻力的不同。管子的長度內(nèi)徑.粗糙度彎頭及吸熱量等情況的不同，往往是造成并列管中工質(zhì)流動(dòng)阻力的不同的主要原因。

8、當(dāng)水質(zhì)不合格管內(nèi)結(jié)垢，造成管內(nèi)阻力不同也是一個(gè)重要原因。當(dāng)各管的阻力不同時(shí)，阻力大的管子工質(zhì)流量小，阻力小的管子流量就大。 4 防止產(chǎn)生熱偏差的措施 （1）充分利用最上兩層過燃風(fēng)的反切作用消除旋轉(zhuǎn)余速的影響，在不同負(fù)荷工況下根據(jù)兩側(cè)煙溫和分隔屏過熱器壁及時(shí)調(diào)整過燃風(fēng)開度。同進(jìn)還可以減少nox的產(chǎn)生。 （2）高負(fù)荷時(shí)保持噴燃器擺角均在水平位置;低負(fù)荷需提升擺角適當(dāng)提高火焰中心時(shí)，要保持四個(gè)擺角同步。以保證爐內(nèi)空氣動(dòng)力場穩(wěn)定，氣流不紊亂。 （3）應(yīng)及時(shí)地進(jìn)行吹灰打渣，防止受熱面局部積灰、結(jié)渣，而引起熱偏差。 （4）應(yīng)盡可能雙風(fēng)機(jī)運(yùn)行并保證兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出力相同。需要單風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，就采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施，以

9、使煙道兩側(cè)煙氣流速均勻。 （5）燃燒器四個(gè)角煤粉濃度偏差和一次風(fēng)速的偏差會(huì)影響爐內(nèi)工況，造成爐不氣流和火焰偏斜，也會(huì)導(dǎo)致熱偏差的產(chǎn)生。應(yīng)定期進(jìn)行一次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn)和煤粉濃度測試，通過試驗(yàn)調(diào)整可調(diào)縮孔來降低四角煤粉濃度偏差和一次風(fēng)速偏差。 （6）在低負(fù)荷時(shí)適當(dāng)提高給水壓力，以滿足過熱器減溫水用量。防止各受熱面超溫。 （7）運(yùn)行中臨時(shí)檢驗(yàn)時(shí)，某些管子割掉后應(yīng)及時(shí)更換新管，防止割掉后不予恢復(fù)，而形成煙氣“走廊”。 （8）定期對二次風(fēng)門進(jìn)行校驗(yàn)，確保其開度與指令相符且四個(gè)角開度一致。防止發(fā)生氣流偏斜。 5 結(jié)束語 5號機(jī)600mw機(jī)組由于燃用高水分低發(fā)熱量褐煤，噴燃器層數(shù)多，高度大，旋轉(zhuǎn)余速大，鍋爐易產(chǎn)生熱偏差。熱偏差對鍋爐危害較大，會(huì)造成受熱面超溫、爆管等事故。在運(yùn)行中要加