1、129科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS科技创业家电力与能源2012 年 09(上 )TECHNOLOGICAL PIONEERS随着锅炉容量的增大及蒸汽参数的提高 ,在锅炉烟道中可供布置受热面的相对空间相应减小 ,因而大容量锅炉目前普遍采用墙式过热器 ,屏式过热器和对流过热器联合组成的方式 ,同时过热器每片蛇形管束所采用管圈数也相应增多造成整个管组不仅存在屏间热 偏差 ,同时还存在同屏的管间热偏差。此外 ,由于屏式过热器位于炉膛出口的烟气高温区 ,该处受热面的热负荷很高 ,如屏间或同屏管间的热偏差过大时 ,很可能导致局部管子发生过热而损坏。一般来说 ,热力不均和水力不均
2、是造成过热器和再热器热偏差的主要原因。1 结合实际运行的情况进行分析热力不均热力不均通常是指受热面处沿宽度方向和高度方向的热负荷分布不均匀。影响热力不均的因素 :锅炉炉膛及烟道中烟气的温度场、速度场分布的不均匀是造成过热器 ,再热器热力不均的主要原因。四角切圆燃烧的锅炉 ,燃料从炉膛下部的四角切向高速引入 ,造成燃料 ,空气和烟气强烈的混合 ,在炉膛内形成一个自下至上运动的旋转气流 ,沿着炉膛高度方向旋转速度逐渐减弱并趋于均匀 ,但在炉膛出口仍然存在一定的残余旋转 ,从而使得水平烟道左右两边产生烟速和烟温偏差。对于某发电厂的锅炉 ,燃烧方式为前后墙对冲燃烧 ,采用 30只低 NOX轴向旋流燃烧
3、器(LNASB)。前后墙水平烟道左下侧部属于高温区 ,受热面吸热量多 ,汽温左侧也比右侧高 ,因而左下侧的管壁温度最高 ,处于最危险的状态 ,应特别加以监测。在炉膛中 ,因有水冷壁吸热 ,所以水冷壁附近的烟气温度较低 ,炉膛中间烟气温度较高。烟气转入对流通烟道后 ,也是两侧的烟温低中间的温度高 ,且烟道中间的烟气流速往往高于两侧的烟气流速 ,这就造成了位于烟道中间管子的吸热量大于烟道两侧管子吸热量。当水冷壁发生结渣时 ,结渣侧的水冷壁吸热量减少 ,使得炉膛出口的烟温产生了偏差 ,水冷壁结渣侧的炉膛出口烟温较高 ,对流烟道两侧的烟气温度也因炉膛出口烟温的偏差而不同 ,水冷壁结渣侧水平烟道的烟气温
4、度相对较高。当对流通烟道受热面发生结渣或积灰时 ,结渣或积灰部位管子的吸热量将减少 ,而没有结渣或积灰部位管子的吸热量相对将增加。对流烟道的截面发生堵灰时 ,其余截面中的烟气流速及烟气量将增大 ,处于这些部位的受热面吸热量将增多。如果烟道中管子排列不均匀 ,检修时割去部分管子 ,造成了管间的间隙有大有小时 ,也会造成各管吸热的不均匀。即形成所谓“烟气走廊”时 ,由于该处的烟气流速加快 ,烟气量增多 ,因而加强了对流传热 :而且烟气走廊处的辐射层厚度大 ,使与烟气走廊相邻的蛇形管的吸热量将有较大幅度的增加。由于燃烧调整不当 ,造成火焰偏斜 ,火焰直接冲刷水冷壁。由于设备检修质量的原因 ,造成喷燃
5、器不同步 ,炉膛喷燃器的二次风门开度不一致 ,造成火焰中心偏斜 ,使得水平烟道两侧形成热偏差。由于热力不均造成了过热器和再热器管吸热的不均 ,吸热多的管子工质温度高 ,蒸汽比容大 ,因而流速高 ,阻力大 ,其结果必然造成流量的降低 ,从而更加促使了热偏差的增大。2 结合实际运行的情况进行分析水力不均水力不均则是指受热面内工质流量的分配不均匀。影响水力不均的因素 :过热器和再热器各并列管中的蒸汽流量与烟道断面热负荷的分布均匀程度有很大的关系。除此之外 ,各并列管的流量分配还与该管的流动阻力和进出口联箱之间的压差有关系。当处于同一进出口联箱的各并列管工作时 ,蒸汽引入管或引出管与联箱的连接方式会影
6、响到联箱中压力的分布 ,由于联箱中压力分布的不均匀 ,造成了各并列管进出口压差的不同 ,使各管的流量产生偏差 ,从而引起水力不均匀。在并列管子的压差很大时 ,管子中的流量不均匀性最严重 ,一般可采用在压差大的管内加节流孔的方法以增加阻力达到均衡各管流量的的。但要彻底消除流量不均的最好方法是采用多进汽口和多出汽口的均匀进汽和出汽连接方式 ,但这要增加联箱上的开孔数目。在联箱压力分布均匀 ,管子两端压差相同之处的情况 ,流量不均匀常来自各并列管中工质流动阻力的不同。管子的长度、内径、粗糙度、弯头及吸热量等情况的不同 ,往往是造成各并列管中工质流动阻力不同的主要原因。当各管的阻力不同时 ,阻力大的管
7、子工质流量就小 ,阻力小的管子工质流量就大。屏式过热器一般外圈管的长度长 ,所以阻力大 ,流量小 ,且屏式过热器的外圈管直接吸收炉膛火焰的辐射热 ,吸热量最多 ,因而该外管圈即是热力不均匀的偏差管 ,又是水力不均匀的偏差管 ,必须特别引起注意。3 运行操作制粉和风烟系统3 . 1 关于锅炉制粉系统的调整机组负荷 240MW 360MW,保持三台磨煤机运行。 360MW 480MW负荷之间保持四台磨煤机运行 ,480MW以上负荷五台磨煤机运行。三台或四台磨煤机运行方式下 ,为保证主、再热器温度为额定值 ,选择上层或下层燃烧器运行。应严格执行磨煤机定期轮换制度 ,以改变炉膛热负荷分配和避免磨煤机长
8、时间停运 ,改善炉膛结渣和防止制粉系统爆炸 ,制粉系统停运时间不应超过72小时。制粉系统运行时候 ,给煤出力应控制在 35t/h 56t/h之间 ,最低不应低于 25t/h,最高不应超过 60t/h。磨煤机正常运行 ,保持出口温度保持在 65 75。当出口温度低于 60时 ,应检查一次风量及磨煤机电流是否正常 ,并作相应调整 ,以防磨煤机堵煤 ;当出口温度高于 85时 ,应检查磨煤机电流及冷风调整挡板开度是否正常 ,以防磨煤机断煤或磨煤机内着火。将正常运行的磨煤机出口温度和入口风量均投自动 ,冷、热风调节挡板分别自动调节磨煤机出口温度和一次风量。3 . 2 关于锅炉风量调整锅炉通过调整两台送风
9、机动叶开度保持总风量与燃料量匹配 ,当由于煤种变化燃烧器配风不良或其它原因导致总风量与给煤量不匹配时 ,省煤器出口的氧量值将超过设定值 ,通过氧量矫正调整总风量使之与燃料量相匹配 ,但最大调整幅度不能超过 10%的总风量。燃烧器的辅助风量通过位于各燃烧器两端的辅助风挡板来进行控制。各台燃烧器的内外辅助风的比例通过调整燃烧器面板上的拉杆来确定 ,正常运行中不允许随意调整。一次风通过调整两台一次风机动叶开度来保证一次风母管压力在规定值范围内 ,以适应磨煤机一次锅炉过热器和再热器热偏差分析及解决办法樊飞(浙江大唐乌沙山发电责任有限公司 浙江宁波 3 1 5 7 2 2 )摘 要 :如何 使管子金属能
10、长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行的重要问题。针对大型锅炉存在的过热器左右两侧出口汽温偏差及末级再热器和屏式再热器频繁发生因过热导致的爆管问题 ,从烟气流动特性出发 ,分析了产生热偏差原因。造成分隔屏及后屏过热器吸热左多右少的主要原因是右侧高温烟气中夹带的尚有一定的塑性灰粒 ,使过热器沾污 ,影响了吸热。导致屏式再热器和末级再热器爆管的根本原因是烟气的充满度不好 ;末级再热器下部空间易形成烟气走廊 ;屏式再热器间距小等。通过改造后 ,上述情况基本上得到控制。关键词 :蒸汽 过热器 再热器 安全电力与能源科技创业家 2012 年 09(上 )TECHNOLOGICAL PIONEERS1
11、30 科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS风量的需要 ,一次风系统应力和风量匹配应符合风机特性 ,以防止发生风机喘振问题。当锅炉增加负荷时 ,先增加风量 ,随之增加给煤量。反之 ,锅炉减负荷时应先减给煤量 ,后减少风量 ,并注意风量与燃料量的协调配合。单台吸风机运行时 ,炉膛负压即可以投自动。机组正常运行中 ,炉膛负压控制要尽量投自动 ,当自动控制状态下炉膛压力波动较大且无恢复趋势时 ,可以解为手动控制。各辅助风门关闭后 ,必须保持至少 5%的开度以防止火嘴烧损。当锅炉主燃料切断 (MFT)时 ,各层辅助风挡板必须全开。当油枪投入时 ,该层中心风挡板必须开启。锅炉负荷增加至
12、 180MW以上时 ,氧量校正可以投入“自动”。根据入炉煤质及机组负荷情况及时对一、二次风量、风压、二次风门开度、过燃风开度及一、二次风配比进行调整 ,组织炉内良好的燃烧工况 ,使火焰中心位置合适 ,火焰无偏斜、贴墙现象 ,有良好的火焰充满度 ,火焰呈金黄色。维持转向室出口处两侧烟温差 30 ,最大不超过 50。合理配风 ,防止出现局部还原性气氛、防止出现严重结渣的同时 ,合理控制氮氧化物排放 ,满足环保要求。用辅助风挡板来调节大风箱与炉膛差压。锅炉负荷 30%MCR以前 ,保持大风箱与炉膛差压 0.40kPa。锅炉负荷 30% 50%MCR之间 ,大风箱与炉膛差压增至 0.7kPa。锅炉负荷
13、 50%MCR后 ,保持大风箱与炉膛差压 0.7 1.0kPa。4 运行操作水汽系统和燃烧的说明4 . 1 关于锅炉主、 再热蒸汽温度监视调整锅炉正常运行时 ,主蒸汽温度应控制在 571 5以内 ,再热蒸汽温度应控制在569 5 ,两侧偏差小于 10。同时各段蒸汽温度、壁温不超过规定值。锅炉运行中进行燃烧调整 ,增、减负荷 ,投、停燃烧器 ,启停给水泵、风机、吹灰等操作 ,都将使主蒸汽温度和再热汽温发生变化 ,此时应特别加强监视并及时进行汽温调整工作。主蒸汽温度的调整是通过调节燃料与给水的比例 ,控制中间点焓值为基本调节 ,并以减温水作为辅助调节来完成的 ,当中间点焓值变化较大时 ,应适当调整
14、煤水比例 ,以减小焓值的偏差 ,控制主蒸汽温度正常。中间点焓值的变化直接反映在一级过热器入口温度变化 ,通过增减煤水比来控制温度变化。高加投入和停用时 ,给水温度变化较大 ,各段工质温度也相应变化 ,应严密监视给水、省煤器出口、螺旋管出口工质温度的变化 ,待中间点焓值开始变化时 ,维持燃料量不变 ,调整给水量 ,控制锅炉各级受热面工质温度在规定范围内。在机组滑压运行时 ,当负荷在 50 100 BMCR之间时 ,再热器出口蒸汽温度控制在。再热蒸汽温度主要通过调节尾部烟道烟气挡板开度控制。再热汽温降低时 ,再热器烟道烟气挡板开启 ;再热汽温升高时 ,过热器烟道烟气挡板开启。过热器烟道挡板开度低于
15、 72时 ,再热器烟道挡板维持原位。过热器烟道挡板开度超过 72时 ,两套挡板同时动作 ,过热器烟道挡板开启 ,再热器挡板向关闭方向动作。负荷低于 85%时再热器烟道烟气挡板全开。尾部烟道烟气挡板动作曲线见附图。由于烟气挡板调节有一定的迟延 ,在瞬变状态时 ,可以投再热汽喷水减温进行辅助调节。减温水使用及注意事项一级减温水用以控制屏式过热器的出口汽温 ,二级减温水是对末级过热汽出口汽温。正常运行时 ,一级、二级减温水应保持有一定的调节余量。调整时减温水不可猛增、猛减 ,应根据减温器后温度的变化情况来确定减温水量的大小。为了防止减温水过量 ,减温后温度应保持至少 20过热度。在机组停用后 ,应及
16、时关闭减温水隔绝门。4 . 2 关于锅炉燃烧调整锅炉燃烧调整目的是确保燃烧稳定 ,保证燃烧的经济性 ,保证机组运行安全 ,使燃烧室热负荷分配均匀 ,减少热偏差 ,防止锅炉结焦、堵灰、结油垢等 ,保证锅炉运行各参数正常。锅炉正常运行中 ,尽量将给煤机控制投入“自动” ,接受 CCS指令。将总风量及炉膛负压投入“自动” ,在解除“自动”时要慎重进行手动调整 ,保证负荷及燃烧的稳定。燃油压力须保持在 3.0MPa 3.5MPa之间 ,并使各层点火器都具备投入条件。要了解燃煤、燃油品种及其化学分析报告 ,以便根据燃料特性及时调整运行工况。经常对燃烧系统运行情况进行全面检查 ,发现存在锅炉结渣倾向或者燃
17、烧不良时应及时调整。低负荷工况运行 ,应合理强化燃烧 ,由于各种原因造成锅炉燃烧不稳时 ,应及时投入油枪、稳定燃烧 ,并查明原因 ,及时消除燃烧不稳的因素。锅炉进行燃烧调整或增加负荷时 ,除了保证汽温、汽压正常外 ,还应使水冷壁出口温度维持在正常值范围内。锅炉正常运行中 ,应定期就地观查炉内煤粉燃烧情况 ,并核对就地二次风门开度与 CRT画面上指示一致。应保证排烟温度和省煤器前的氧量在规定的范围之内如下表 1:通过理论联系实际的方法保证将机组的热偏差降到最低 ,注意从热力和水力不均的情况考虑锅炉本身的运行状况。精心的调节 ,细心的检查 ,掌握锅炉在各个负荷下的最佳运行状态点。这样的调整不仅能够
18、将热偏差减到最低 ,而且也能够使得锅炉的效率升高 ,保证机组的安全稳定的运行。参考文献1 郑昌浩 ,徐旭常 .电站锅炉对流过热器和再热器壁温数值计算方法的研究 J.动力工程 ,2000(4).2 刘林华 ,余其铮 ,谈和平 .切圆燃烧锅炉过热器和再热器沿炉膛宽度吸热偏差的分布规律 J.动力工程 ,1999(5).3 常晨 .DG670/140型锅炉过热器超温原因分析 J.华北电力技术 ,1998(3).4 切圆燃烧锅炉过热器和再热器沿炉膛宽度吸热偏差的分布规律 J.动力工程Chinese Journal of Power Engineering刘林华 ,余其铮 2004(8).5 皋埠热电厂低
19、温过热器爆管原因分析及解决措施 J.电站系统工程 PowerSystem Engineering黄德中 ,2005(5).6 2290t/h锅炉过热器和再热器改造 J.华东电力 East China Electric Power钟礼金 ,郑碧芬 ,2006(10).7 皋埠热电厂低温过热器爆管原因分析及解决措施 J.水利电力机械 WaterC ons e rva ncy & E l e ct r i c P o we rMachinery 黄德中 ,1998(5).8 蒸汽发生器流量分配板和管子支撑板的对中 J.锅炉技术 Boiler Technology夏炎鑫 ,2000(6).9 张纯主编
20、 .电力管理系统工程 .东北电力学院 ,1996.10 朱明道著 .设备管理工程 .水利电力出版社 ,1990.11徐温厚 .查志文著 .工业企业设备管理 .国防工业出版社 ,1987.12张纯主编 .电力企业出版社管理 .河海大学出版社 ,1988.13肖保生主编 .设备管理系统 .西北工业大学 ,1997.14陈克兴 .设备维修要从被动防守型向主动进攻型转变 .设备管理与维修 ,1997(11).15高克勋 .李敏 .设备管理与维修 .机械工业出版社 ,1987.16丁定洁 .可靠性与维修性工程 .电子工业出版社 ,1986.17王超 .王金 .机械可靠性工程 .冶金出版社 ,1992.表 1 氧量的控制范围机组负荷 MW B MCR 70 %MC R TRL 70 %MCR 70 %MCR 40 %MCR 排烟温度 124.3 121 110 氧量 % 3 4 3 4 6 8
