锅炉受热面热偏差的改进措施由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“锅炉受热面检修方法”。
锅炉受热面热偏差的改进措施
来源:职称论文网-www.daodoc.com
摘 要：平圩发电有限责任公司的2号锅炉是采用美国cE公司技术，由哈尔滨锅炉厂设计和制造的我国首批600 MW 亚临界燃煤锅炉。由于热偏差大，分隔屏、后屏、再热器经常发生超温爆管现象。平圩发电有限公司联合上海发电设备成套设计研究院，共同进行了技术攻关。通过试验研究和计算分析，找出了超温爆管的原因。在改造方案中应用了可控涡强的计算方法，制定了从CD层开始二次风逐渐加大反切风、过燃风水平摆动的思路，并解决了分隔屏、后屏、再热器经常超温爆管的问题。
关键词：动力机械工程；锅炉；受热面；热偏差；超温；改造概 况
平圩发电有限责任公司2 X 600 MW 机组的2号锅炉是我国第一台2030 t／h燃煤锅炉。锅炉采用美国cE公司技术，由哈尔滨锅炉厂设计制造的亚临界、一次中间再热、强制循环、单炉膛单汽包、悬挂式露天布置锅炉。炉膛结构为全膜式水冷壁，截面18542 X 16432(mm)。
锅炉设计燃料为淮南烟煤，可归属于美国中西部煤(高挥发分烟煤C级)，制粉系统采用CE碗式中速磨煤机正压直吹式，燃烧方式采用四角布置的切向燃烧及CE型直流式摆动燃烧器，燃烧器高度11．62 m，摆动时可以调节一、二次汽温。
炉膛的对角线与喷嘴中心线夹角为4．5。，燃烧器出口射流中心与水冷壁中心线夹角为36。和45。，在炉中形成直径分别为声1886和~1764的2个逆时针旋转的假想切圆。蒸发系统的流程为：给水泵一省煤器一汽包一下降管一循环泵一水冷壁一汽包。
过热蒸汽流程为：汽包一顶棚管和包覆过热器一水平低温过热器一立式过热器一工级减温器一分隔屏一后屏过热器一Ⅱ级减温器一末级过热器一汽轮机高压缸进13。一次汽调温方式为喷水减温器，再热蒸汽流程为：汽轮机高压缸出口一再热蒸汽事故喷水一墙式再热器一屏式再热器一末级再热器一汽轮机中压缸进口。
过热器减温水系统为二级减温(二级三点式)。总减温水量设计值小于10％MCR蒸发量。工级减温器布置在低温过热器至分隔屏过热器的集中导汽母管上。蒸汽减温后分左、右进入分隔屏过热器左、右进13联箱；II级减温器分左、右布置在后屏过热器至末级过热器进13交叉连接的导汽管上，(目前仅单侧投运，另一侧已封堵，Ⅱ级减温水量设计为40 t／h)。该炉的主要技术性能参数和热力性能指标示于。
2台锅炉分别于1989年11月和1992年11月投产。由于各级受热面热偏差大而引起严重的超温现象，并已从炉内发展到炉外，再热器超温尤其严重。据2004年上半年的统计，分隔屏、后屏过热器、屏式再热器、末级再热器因超温爆管分别为4次、3次、10次、5次，共计22次，严重影响了发电机组的经济性和安全性。为此，平电公可联合上海发电设备成套设计研究院共同对2号锅炉进行“热偏差”问题的总体改造。经过对2号炉的改前热偏差试验、调查研究、分析计算、论证讨论、方案设计，于2004年7月3 Et正式提出了2号锅炉“热偏差”改造总体技术方案，并于2004年11月4 Et至2005年2月22Et实施，而后于2005年4月1日至4月21 Et进行了燃烧调整和验收试验。超温原因分析
经过对2号炉改进前热偏差试验及分析计算，该炉热偏差大的原因有来自沿炉宽方向的烟气偏差和蒸汽流量分配的偏差，有来自同片各管之问的传热、流动结构偏差等各种原因。
(1)切圆过大，残余旋转过强引起的沿炉宽烟气流动偏差和烟温偏差。
原设计4组燃烧器的主气流与对角线夹角为4．5。，从上至下形成一个同心逆时针转的切圆，假想切圆为 1764～ 1886。实测炉膛内气流场示于图3。由于4个角上射流两侧补气不均，加之未有消旋措施，在炉内形成了一个绕炉壁转的几乎满炉膛截面的切圆，由于切圆为逆时针转向，造成分隔屏和后屏过热器出口汽温左侧高；而残余旋转过程中在炉膛出口处右侧的气流包括未燃尽碳，直接窜人屏式再热器和末级再热器，烟温高，流速快，加之未燃尽碳的继续燃烧，使右侧的换热加剧，造成屏式再热器、末级再热器及末级过热器右侧汽温高于左侧。
(2)工级减温系统未减小热偏差，Ⅱ级减温系统反而使热偏差叠加。
图为原减温器系统和布置示意图。I级减温器布置在低温过热器(低过)至分隔屏过热器的集中导汽母管卜，集中对低过来的蒸汽减温后，然后分左、右侧各自进入左、右侧分隔屏，由于是一点减温，达不到调节左、右侧汽温，消除汽温偏差的作用。需要将I级减温器分左、右两侧布置方式。Ⅱ级减温器布置在后屏过热器至末级过热器之间的交叉导汽管上，由于后屏过热器是左侧汽温高，而末级过热器是右侧汽温高，该交叉布置反而造成汽温偏差的叠加，致使末级过热器右侧汽温比左侧高50~C一60clC，需要将交叉改为平行布置形式。
(3)分隔屏、后屏过热器结构上引起的流量偏差和同屏热偏差根据运行统计过热器系统超温爆管主要发生在分隔屏和后屏过热器。1号炉、2号炉的分隔屏均发生过爆管现象。1号炉为前部分隔屏第3屏前数第6根的出口段上，前部和后部分隔屏出口段外数第8根范围内有过热变形。2号炉为前部第4屏前数第2根的出口段上，在前部和后部出口段外数第6根范围内有严重变形，有明显的氧化皮。计算分析后认为：这些管子是接在出口联箱的三通处。三通效应造成了流量分配不均匀；第3片和第4片屏炉外管子管径小而长度长，阻力大而使得流量偏小；由于分隔屏在炉膛上部，同片的各管子受到炉膛投射热流不同，以及各管长度不同，而存在着较大的同屏热偏差。除第1根管子外，其余管子的材料选用15CrMo和12CrlMoV的抗氧化温度较低。
后屏过热器宽度方向上的流量偏差主要由于联箱上垂直三通附近各片蒸汽流量分配不均。后屏位于炉膛出口其外圈管受热面大，接受的辐射热多；同片各管子的位置不同，受热面积和吸热不同；各管子长度和规格不一样，长的管子受热面多，长的管子和内径小的管子阻力大，流量小。第14、15、16根管子由于结构上的因素，汽温高，壁温高，与出现的爆管位置一致。原结构管子选用15CrMo和12CrlMoV，不能承受后屏过热器的实际温度，属选材不当。
后屏过热器也是过热器系统中主要发生超温爆管的受热面，在检查时发现左侧12屏区域内管子普遍存在外壁有严重的氧化现象，其中1号炉在UIO3A检修中将其后屏左侧12屏全部更换，2号炉寿命评估可用1个大修期的原因而未及时更换，于2003年12月1日、2004年5月16日、23日共3次爆管。其中2003年12月1日爆管位置在72 m标高炉顶处左数第3屏外数第15根管子的出口处。
(4)屏式再热器和末级再热器同屏的结构上引起的流量偏差和同屏热偏差根据泄漏事故统计，2号炉再热器系统的爆管事故多于过热器系统，屏式再热器的爆管事故最多，长期过热共有8处。
屏式再热器的爆管位置大多是在向火面的弯头部分，显然主要原因是这里的烟气温度高，管子直接受到大量的辐射热，产生了吸热的不均匀而导致向火面的管子首先发生超温过热现象。
屏式再热器和末级再热器同片屏的外圈管由于离烟室近，受到的辐射系数大，接受的辐射热多；同片各管的位置不同，受热面积和吸热不同；各根管子长度不同，长的管子受热面多，阻力大，流量小。
由于屏式再热器与末级再热器之间没有中间混合联箱，在一定程度上会引起热偏差叠加。此外，大量采用了15CrMo和12CrlMoV，这些材料允许壁温较低。
3.2号炉热偏差改造总体技术方案
3．1 减少残余旋转烟气偏差的方案H J
3．1．1 各层燃烧器消旋反切的基本方案在进行热偏差改造总体技术方案设计时，燃烧主要设计参数保持与原设计值不变。
根据炉内过程计算结果寻找消旋措施，选择减少烟气偏差的攻关方案，要兼顾到两个方面：其一是燃烧区基本维持一个稳定、有一定旋转强度的四角燃烧，以充分发挥四角燃烧的优点；其二是在炉膛上部应用消旋，以减少残余旋转，使在炉膛上部保持一个弱旋，减少沿宽度的热偏差。最后选择的计算工况的燃烧区基本是一种有一定旋转强度的四角切圆燃烧；炉膛上部呈弱旋，烟气偏差不明显，角动量流率已经很低。攻关方案的消旋部分示于表3及图5。
3．1．2 燃烧器喷嘴的水平摆动方案根据受控涡强的计算，采用喷嘴的角度变化，部分喷嘴和风室反切后，能够在运行状态下达到消旋的目的。由于计算和实际存在误差，特别是在运行状态变化时(包括负荷，风量，煤种，运行操作方法等)，燃烧器一组喷嘴的角度和风量下的组合，难以顾及所有情况下而达到预想的消旋效果，必须对残余旋转程度进行调节。方案中设置顶部二层过燃风进行水平摆动(手动)，可在一11。～一22。范围内水平摆动。
为操作方便，以及增强左右侧调节性能，主要考虑两组一起摆动为好。但为了受力均匀，设置2根平行连杆，这样上、下2组可联动，也便于2组可以分别转动。
3．2 减温器系统的攻关改造方案
3．2．1 过热器I级减温器系统I级减温器设左、右侧各1个，由低温过热器来的蒸汽分两路进入左、右各1个减温器，根据两侧蒸汽不同的减温要求，实施不同的减温水量，经过减温后的蒸汽(这时左、右两侧汽温水平相同)，进入两侧前、后分隔屏，达到减少两侧分隔屏汽温偏差的要求。
3．2．2 过热器Ⅱ级减温器系统改Ⅱ级减温喷水管路，由后屏出来的蒸汽改原交叉进入末级过热器为平行进入末级过热器，减温器放在两平行管路中，对两侧蒸汽实施不同的减温，达到减少两侧末级过热器平均汽温偏差的要求。
3．3 分隔屏过热器受热面改造方案根据热偏差计算和壁温计算结果，将分隔屏前部和后部的部分管子处于超温范围内的管段或下弯头换成TP34714或T91。
3．4 后屏过热器受热面改造方案部分进I=1段和出I=1段管子换成12CrlMoV；根据热偏差计算和壁温计算结果，将部分处于超温范围内的管段或下弯头换成TP347H或'I91。
3．5 屏式再热器受热面改造方案对48片屏的外数第1和第2根管子短路；部分进口段和出口段管子换成12CrlMoV；根据热偏差计算和壁温计算结果，将部分处于超温范围内的管段或下弯头换成TP304H或'I91。
3．6 末级再热器受热面改造方案将部分接管座换成'I91。部分炉外连接管焕成12Cr1MoV；根据热偏差计算和壁温计算结果，将部分处于超温范围内的管段或下弯头换成TP304H或r91。改造项目实施后的性能评估
2号锅炉热偏差总体技术方案于2004年11月至2005年2月实施，而后于2005年4月1 Et至21日进行了燃烧调整试验及性能评估试验。
4．1 燃烧调整试验燃烧调整试验的目的是：在各种燃烧因素的变化条件下(共24个工况)，对燃料成分、汽温、压力、炉外壁温、燃烧效率等进行测定，数据经过整理汇总后，分析并确定锅炉改造后运行的合理燃烧方式。
燃烧调整试验的最后结论为：
(1)对于各磨煤机给煤量的比配，F磨的给煤量应为其余磨给煤量的50％以下。
(2)风量应满足稳定燃烧的需要(尤其在煤种多变时)，省煤器出口处氧量一般应维持在4．5％ ～5．0％ 之间。
(3)燃烧器的上下摆动对改善热偏差作用小，摆角应首先考虑再热器调温的需要。在再热器减温水为零时，再热汽温应达到540％ 4-5 oC。
(4)辅助风按常规方式投自动，并尽可能均匀配风以满足均匀燃烧需要，对减少热偏差有利。
(5)过燃风挡板约在85％ 开度的状态下，水平摆角目前为一15。，反切角度能适当增加更为有利。
(6)性能评估试验及结论性能评估试验的目的是：在燃烧调整的基础上，根据2号炉热偏差总体技术方案的技术要求，在不同的负荷下进行试验测定，为评估方案的实施效果提供依据。共进行了4个工况的性能评估试验。图
6、图7和图8分别为屏式过热器、屏式再热器和末级再热器外圈管沿宽度出口汽温分布(3个典型评估工况改后和改前测量结果的比较)。
4．2 改造效果评估
4．2．1 燃烧器消旋反切效果评估试验结果表明：在燃烧区域保持一个稳定的切圆燃烧，在炉膛出口保持一个弱旋，达到了既燃烧稳定，燃烧效率不变，又能消旋的目的。反切风消旋效果好，热偏差明显降低。经过改造后，在630 MW负荷时：在6台磨煤机投运时，末级再热器、屏式再热器、后屏过热器的最高炉外壁温分别为：586℃、534℃、496℃，改造前100MCR％ 负荷时，分别为632℃、599℃、539℃，与改造前相比下降46cc、65℃、43℃。
在5台磨煤机投运时(F上端部燃料风，FF上端部辅助风停用)，相应的受热面壁温分别为：6o4℃、537oC、495oC，与改前相比下降28oC、62oC、44oC。
在6O％ ～88％MCR范围内，左右侧的炉外壁温分布已基本对称，沿宽度的汽温分布趋于平缓。在额定负荷下，最高片炉外壁温有明显下降的同时，最高片的位置没有出现移向另一侧的现象，既减少了热偏差，叉没有出现峰值移侧现象，说明总体技术方案的解决烟气偏差的反切风方案效果明显，恰到好处。
4．2．2 过热汽温调节由试验表明：过热汽温能投自动；总减温水、工级减温水、Ⅱ级减温水均能灵活操作；在机组额定负荷下，左右减温水平衡方式下，汽温偏差小于±20℃ ；通过两侧减温水修正，汽温偏差小于±5℃。
4．2．3 摆动燃烧器的效果燃烧器能灵活垂直上下摆动，通过燃烧器的上下摆动，在负荷为60％ 一100％+MCR范围内，能有效调节再热汽温。在额定负荷下，再热器出口汽温偏差不大于-4-10℃ ；燃烧器系统能投自动，通过燃烧器的上下摆动，在再热器出口汽温达到额定参数的情况下，减温水约为零。
4．2．4 改造后其它应保证的性能包括燃烧调整和验收工况在内，过热器减温水总量在90—136 t／h范围内；由于汽轮机通流部分的改造，汽包压力降低，减温水需增加约16 t／h。
在“热偏差”总体技术方案实施后，由燃烧调整及验收试验表明，在负荷60％ 一100％MCR范围内，主蒸汽再热蒸汽温度均能稳定在540．6±5℃ 范围内。
燃烧调整及验收期间，煤质差而且变化大，当前的好煤品位不及原设计煤种，煤质变差，使热效率降低，热偏差加大。
根据测定，改造后未燃尽热损失在0．57％ 一1．8％范围内，小于2．5％ ；飞灰可燃物在0．67％ ～2．19％范围内，小于2．5％。
锅炉热效率(高位)(未计入增益)为88．44％ ～89-85％，大于88．11％(计入增益)(高位)。空气预热器进口(即省煤器出口)烟温为296．7℃ ～330．6℃，小于352℃ +8℃。
4．2．5 烟气温度偏差由实测表明：在炉膛出I：1左右侧距炉墙3 m处，在后屏过和屏再中间位置的烟气温度偏差小于80℃。结 论
经过对平圩电厂2号炉的总体热偏差改造，大大消除了残余旋转造成的烟气偏差，工、Ⅱ级减温水系统更趋合理，起到了消除过热器和再热器热偏差的效果，各级受热面的改造使得受热面的管材能在安全的温度下工作，此次改造的经验为同类型国产机组的改造提供了宝贵的经验。本工程师职称论文来源于专业的职称论文网，如有业务需求请咨询网站客服人员！
参考文献：
[1] 王孟浩，杨宗煊，等．屏式过热器同屏热偏差的成因和计算方法[z]．上海发电设备成套设计研究所，1984(9)．
[2] 王盂浩，杨宗煊．电站锅炉对流过热器和高温对流再热器管束同片各管热偏差的成因和计算方法[z]．上海发电设备成套设计研究所，1984(9)．
[3] 邵慰骏．再热器同片各管热偏差的成因和计算方法[z]．上海发电设备成套设计研究所，1984(9)．
[4] 朱伟明，胡兴胜．平圩发电厂2号锅炉再热器的超温原因及改进措施[J]．动力工程，2005，25(3)．
[5] 朱伟明，胡兴胜．平圩发电厂2号锅炉分隔屏爆管原因分析及解决措施[J]．动力工程，2005，25(1)．
浙江省火电建设公司标准信息库全文检索系统 法律法规（供参考）Ⅱ一1 锅炉受热面吊装前 质量监督检查典型大纲(试 行)1．总则1．1 为了提高锅炉受热面的安装质量，确保投产后安全可靠......
防止锅炉受热面泄漏管理经验中国电力国际有限公司各位领导、同事：根据会议安排，我代表中电国际向会议介绍《防止锅炉受热面泄漏管理经验》。长期以来，中电国际工程建设始终以机......
中国电力（http://www.daodoc.com）循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施 循环流化床锅炉以综合利用和燃烧技术的优势发展迅速，但在实际运行中也暴露出了一些问题，其......
锅 炉 专 业锅炉受热面吊装前质量监督检查典型大纲1 总则1.1为了提高锅炉受热面的安装质量,确保投产后安全可靠运行,特制定本大纲.1.2本大纲适用于火电工程质量监督站对电站......
宁夏紫荆花纸业有限公司75T/h循环硫化床锅炉受热面防磨喷涂工程承包合同甲方：宁夏紫荆花纸业有限公司 乙方：安徽同利防腐安装总公司 签订日期：二0一二年三月二十六日循环流化床......
