超臨界鍋爐高溫管屏超溫分析及預(yù)防措施

1、超臨界鍋爐高溫管屏超溫分析及預(yù)防措施1第1頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三提綱概述過(guò)熱器再熱器的熱偏差鍋爐過(guò)熱器再熱器超溫的判定高溫管屏預(yù)防超溫的措施 高溫管屏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(PSSS)原理高溫管屏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(PSSS)功能2第2頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三概述熱偏差不可避免，實(shí)質(zhì)是管屏中各管內(nèi)蒸汽焓增的偏差當(dāng)管子的壁溫超過(guò)了一定的限值，可能發(fā)生爆管事故。管子的壁溫是比管內(nèi)汽溫更應(yīng)引起關(guān)注的參數(shù)。 3第3頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三過(guò)熱器再熱器的熱偏差沿鍋爐寬度由于煙氣側(cè)溫度和速度的不均勻造成各片屏的吸熱偏差；沿鍋

2、爐寬度各片屏的前后壓差不同引起的蒸汽流量偏差；同屏各管間由于在煙氣中位置不同及吸熱面積差異引起的吸熱偏差；同屏各管的阻力特性及受熱差異引起的蒸汽流量偏差。4第4頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三沿鍋爐寬度由于煙氣側(cè)溫度和速度不均勻造成各片屏的吸熱偏差第5頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三引起爐膛寬度上煙氣側(cè)偏差的因素燃燒方式煤種煤粉著火燃盡情況煤粉細(xì)度燃燒器的一二次風(fēng)的角度、速度積灰SOFA風(fēng)角度和速度 6第6頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三沿鍋爐寬度各片屏的前后壓差不同引起的蒸汽流量偏差第7頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20

3、日，10點(diǎn)0分，星期三同屏各管間由于在煙氣中位置不同及吸熱面積差異引起的吸熱偏差第8頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三過(guò)熱器再熱器超溫的判定 高溫管屏某一位置的金屬管壁溫度超過(guò)了該處金屬的強(qiáng)度容許溫度（稱(chēng)為強(qiáng)度超溫）或超過(guò)了該金屬一定金屬氧化垢生成速度的溫度（可稱(chēng)為氧化垢生成超溫） 9第9頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三管子的出口蒸汽溫度 管子出口蒸汽的溫度與三個(gè)因素有關(guān)：管子的入口蒸汽溫度（與減溫水有關(guān)）、管子的吸熱量和管內(nèi)的蒸汽流量 單一用出口蒸汽溫度判斷爐內(nèi)的煙氣情況是存在較大誤差的 10第10頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分

4、，星期三管子的爐內(nèi)壁溫 管子的壁溫主要與以下因素有關(guān)：蒸汽溫度、計(jì)算位置最大熱負(fù)荷、蒸汽側(cè)的放熱系數(shù)及管壁金屬導(dǎo)熱系數(shù) 管子的金屬壁溫與蒸汽溫度有一定關(guān)系，但并不是一一對(duì)應(yīng)的，煙氣側(cè)的熱負(fù)荷對(duì)管子壁溫有較大的影響 11第11頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三管子的超溫 12第12頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三高溫管屏預(yù)防超溫的措施 采用高等級(jí)材料 降低出口蒸汽溫度 減小同屏熱偏差 采用PSSS系統(tǒng)減小屏間煙氣偏差 13第13頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三減小同屏熱偏差 通過(guò)改變部分管子的阻力特性調(diào)整同屏蒸汽流量偏差達(dá)到減

5、小同屏熱偏差效果14第14頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三降低出口蒸汽溫度對(duì)于1000MW機(jī)組超超臨界鍋爐主汽溫度和再熱汽溫降低15，使得供電煤耗增加2.25g/kWh 15第15頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三通過(guò)PSSS系統(tǒng)可以減小屏間煙氣偏差 減小煙氣側(cè)的偏差程度不僅降低了偏差屏的蒸汽溫度，同時(shí)由于煙氣熱負(fù)荷的降低使得管壁溫度產(chǎn)生更大幅度的降低所以調(diào)整煙氣側(cè)的偏差對(duì)于降低管壁溫度是“事半功倍”的措施 16第16頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三鍋爐過(guò)熱器再熱器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (PSSS)原理根據(jù)爐外出口蒸汽溫度數(shù)據(jù)作為邊

6、界條件;以鍋爐熱力計(jì)算為基礎(chǔ)計(jì)算爐內(nèi)煙氣分布規(guī)律;以傳熱、流動(dòng)基本理論及熱偏差計(jì)算為手段對(duì)每一段管子的傳熱和流動(dòng)情況進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算;輔以計(jì)算機(jī)技術(shù)在線動(dòng)態(tài)顯示過(guò)熱器、再熱器爐內(nèi)受熱面管子關(guān)鍵點(diǎn)壁溫和汽溫，及煙氣分布情況,就可以相對(duì)準(zhǔn)確計(jì)算出爐內(nèi)的超溫情況（或管壁溫度與金屬容許溫度的差值）;對(duì)運(yùn)行實(shí)時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)以調(diào)節(jié)燃燒，改變煙氣熱負(fù)荷分布，就可以使鍋爐高溫管屏處于相對(duì)“柔和”的高溫?zé)煔庵校瑥亩_(dá)到減少高溫管屏超溫機(jī)會(huì)，保障鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壁溫，實(shí)施高溫管段的壽命管理。17第17頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三鍋爐過(guò)熱器再熱器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (PSSS)功能顯示

7、鍋爐內(nèi)外壁溫、汽溫；超溫統(tǒng)計(jì)、氧化垢生成跟蹤及脫落概率計(jì)算；煙氣吸熱曲線，調(diào)整燃燒；異常測(cè)點(diǎn)篩查；日?qǐng)?bào)表；煙溫偏差；結(jié)渣指數(shù)；安全運(yùn)行模式對(duì)比運(yùn)行；管組壽命管理18第18頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三鍋爐過(guò)熱器再熱器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (PSSS)作用為優(yōu)化運(yùn)行提供參考和數(shù)據(jù)支持；為狀態(tài)檢修提供歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；氧化皮生成厚度及脫落預(yù)測(cè)19第19頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三為優(yōu)化運(yùn)行提供參考和數(shù)據(jù)支持沿爐膛寬度上煙氣側(cè)偏差的調(diào)整；沿爐膛深度上煙氣側(cè)偏差的調(diào)整；屏式過(guò)熱器的結(jié)渣指數(shù)情況分析；爐膛出口煙溫偏差的顯示及分析；高溫管屏積灰程度分析指導(dǎo)吹灰。2

8、0第20頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三PSSS系統(tǒng)調(diào)整實(shí)例國(guó)電常州電廠 華電可門(mén)電廠21第21頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三為狀態(tài)檢修提供歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)各高溫管屏超溫程度統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)各高溫管屏剩余壽命統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)異常溫度測(cè)點(diǎn)的靜態(tài)動(dòng)態(tài)篩查。22第22頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三海門(mén)電廠1爐高過(guò)部分管屏剩余壽命分布23第23頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三可門(mén)電廠2爐末過(guò)剩余壽命較小管段沿爐寬分布24第24頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三氧化皮生成厚度及脫落預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)管內(nèi)

9、氧化皮的生成厚度；預(yù)測(cè)管內(nèi)氧化皮的脫落概率；氧化皮脫落的臨界溫度梯度。25第25頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三管內(nèi)氧化垢生成影響因素管子內(nèi)壁溫度蒸汽壓力已生成的氧化垢厚度材料蒸汽特性（PH值等）26第26頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三管子內(nèi)壁溫度影響27第27頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三蒸汽壓力影響28第28頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三不同材料已生成氧化垢厚度影響29第29頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三氧化垢脫落模型30第30頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日

10、，10點(diǎn)0分，星期三結(jié)論1超臨界機(jī)組過(guò)熱器再熱器管子的超溫是指管組某一位置的金屬管壁溫度超過(guò)了該處金屬的強(qiáng)度容許溫度或超過(guò)了該金屬一定金屬氧化垢生成速度的溫度，一般管子在四個(gè)位置較易超溫；管子出口蒸汽的溫度與管子的入口蒸汽溫度、管子的吸熱量和管內(nèi)的蒸汽流量三個(gè)因素有關(guān)，所以單一用出口蒸汽溫度判斷爐內(nèi)的煙氣情況是存在較大誤差的； 31第31頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三結(jié)論2管子的壁溫主要與蒸汽溫度、計(jì)算位置最大熱負(fù)荷、蒸汽側(cè)的放熱系數(shù)及管壁金屬導(dǎo)熱系數(shù)等因素有關(guān)，所以管子的金屬壁溫與蒸汽出口溫度有一定關(guān)系，但并不是一一對(duì)應(yīng)的，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于煙氣側(cè)的不穩(wěn)定性，煙氣側(cè)的熱負(fù)荷分布對(duì)管子壁溫有較大的影響； 32第32頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三結(jié)論3可以通過(guò)選用高等級(jí)金屬材料、降低主蒸汽（再熱蒸汽）溫度的方式提高溫度裕量來(lái)預(yù)防超溫，但是需要付出很大代價(jià)（高投資和高煤耗）；通過(guò)改變同屏管子阻力特性方法來(lái)調(diào)整同屏各管流量分布，可以有效減小同屏熱偏差，使最高蒸汽溫度明顯下降，從而減小超溫隱患； 33第33頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期三結(jié)論4通過(guò)PSSS（鍋爐過(guò)熱器再熱器在線監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地獲得沿鍋爐寬度煙氣側(cè)分布情況，通過(guò)燃燒側(cè)的調(diào)整使屏間煙氣吸熱偏差維持在較低水平上，這樣不僅