鍋爐過熱器超溫控制分析

鍋爐過熱器超溫控制分析摘要近些年來，我國火力發(fā)電這塊一直擔(dān)任著國家供電任務(wù)的頂梁柱作用。而鍋爐作為火力發(fā)電廠的主要產(chǎn)能設(shè)備，如何保障鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定運行是重中之重。根據(jù)近期火力發(fā)電廠鍋爐事故統(tǒng)計來看，超溫爆管事故導(dǎo)致停爐的事故占了70%~80%?？刂坪缅仩t的燃燒和汽溫，將直接影響到管壁的使用壽命和疲勞程度，能從根本上降低四管泄漏事故發(fā)生的概率。本文從華能海口電廠#9爐的視角出發(fā)，分析該爐在負荷調(diào)整和運行調(diào)整上有可能導(dǎo)致過熱器過熱的原因，并提出解決方法和對策。1.設(shè)備概況華能海口電廠#9爐鍋爐型號為HG1018/18.6-YM23型，是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進美國ABB-CE燃燒工程公司技術(shù)生產(chǎn)制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒器，冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。燃燒器共分5層，除A層等離子層采用等離子火嘴外，B/C/D/E層均采用新型水平濃淡分離噴咀，每層燃燒器均配有輔助風(fēng)，燃燒器擺角范圍-30°~+20°，且在燃燒器上部設(shè)有四層SOFA燃盡風(fēng)，燃盡風(fēng)設(shè)有單獨的擺動機構(gòu)，擺動范圍±30°。配有90臺蒸汽吹灰器，其中長吹30臺，短吹60臺；水平煙道布置16臺蒸汽吹灰器，爐膛布置74臺蒸汽吹灰器。過熱蒸汽系統(tǒng)的流動過程：飽和蒸汽從汽包流出，進入頂棚管入口集箱，經(jīng)頂棚管過熱器加熱后分六路進入后煙道過熱器繼續(xù)加熱，然后匯集進入低溫過熱器加熱，在低溫過熱器出口集箱處分為兩路，分別進入兩側(cè)分隔屏過熱器、后屏過熱器，并在后屏過熱器出口集箱處交叉，進入末級過熱器加熱，最后進入高壓缸。過熱器減溫水分為一級減溫水和二級減溫水，一級減溫水作為粗調(diào)布置在立式低溫過熱器出口集箱之后，二級減溫水分A/B側(cè)，分別布置在A/B側(cè)過熱器后屏出口集箱之后。1.過熱器超溫情況(2019.11-2020.8)表1.后屏管壁溫超溫情況位置分位置分位置分1屏2管>564℃2屏2管>564℃62.3屏2管>564℃177.54屏2管>564℃7.55屏2管>564℃210.76屏2管>564℃1121.16屏3管236屏4管1876屏5管41>564℃8.6>564℃.1>564℃.66屏6管326屏7管4726屏8管59>564℃.1>564℃.7>557℃0.56屏9管126屏108056屏1131>557℃88.1管>557℃3.5管>557℃55.5

6屏12管＞557℃1088.46屏13管＞557℃2208.86屏14管＞557℃8071.77屏2管408屏2管1109屏2管26＞564℃9.9＞564℃.6＞564℃.310屏21111屏222512屏249管＞564℃56.9管＞564℃37.2管＞564℃75.613屏21314屏226515屏20管＞564℃0.2管＞564℃1.0管＞564℃15屏38015屏445.15屏511管＞564℃0.2管＞564℃6管＞564℃.815屏68.15屏772.15屏815管＞564℃5管＞564℃0管＞557℃9.515屏91015屏1055615屏1133管＞557℃96.6管＞557℃2.0管＞557℃41.315屏129515屏1328115屏1492管＞557℃0.2管＞557℃.9管＞557℃.5

16屏2管>564℃44.917屏2管>564℃41.518屏2管>564℃4492.319屏2管>564℃84.320屏2管>564℃0表2.末級過熱器關(guān)閉超溫情況位置分位置分位置U2屏1管〉571℃二7屏1管〉571℃二12屏1管>571℃二17屏1管>571℃022屏1管>571℃022屏2管>571℃022屏3管>571℃022屏4管>571℃027屏1管>571℃032屏1管>571℃037屏1管>571℃042屏1管>571℃049屏1管54屏1管二59屏1管二

>571℃二>571℃>571℃□64屏1管>571℃69屏1管>571℃69屏2管>571℃二69屏3管>571℃069屏4管>571℃074屏1管>571℃079屏1管>571℃084屏1管>571℃089屏1管>571℃0表3.低溫過熱器管壁超溫情況位置分位置1分位置分3屏6管〉09屏6管〉門15屏6管n485℃485℃2.0>485℃21.721屏6管>485℃1.1127屏1管>485℃027屏2管>485℃027屏3管>485℃027屏4管>485℃027屏5管>485℃0

27屏6管>485℃2.333屏6管>485℃039屏6管>485℃045屏6管049屏6管553屏6管6>485℃>485℃.0>485℃.259屏6管165屏6管471屏6管5>485℃7.4>485℃5.7>485℃98.877屏1管077屏2管077屏3管4>485℃>485℃>485℃.677屏4管977屏5管177屏6管0>485℃.8>485℃3.7>485℃83屏6管089屏6管095屏6管1>485℃>485℃>485℃3.0100屏6管0>485℃表4.分隔屏管壁超溫情況

位置分位置分位置L1屏17管>486℃01屏41管>486℃2屏1管〉486℃二2屏9管〉486℃02屏17管>486℃02屏25管>486℃02屏33管>486℃02屏48管>486℃02屏47管>486℃02屏46管>486℃02屏45管>486℃02屏44管>486℃02屏43管>486℃02屏42管>486℃02屏41管>486℃03屏1管〉486℃03屏9管〉486℃03屏17管>486℃03屏25管>486℃03屏33管>486℃03屏48管>486℃03屏47管>486℃03屏46管>486℃03屏45管>486℃03屏44管>486℃03屏43管>486℃03屏42管>486℃03屏41管>486℃04屏17管>486℃04屏41管>486℃0由表可見，后屏過熱器是管壁超溫重災(zāi)區(qū)，低溫過熱器也有小部分超溫現(xiàn)象，而末級過熱器和分隔屏過熱器均未出現(xiàn)過超溫現(xiàn)象。1.原因分析我們發(fā)現(xiàn)該運行鍋爐的過熱器壁溫超限情況主要發(fā)生在啟動制粉系統(tǒng)期間和低負荷（＜200MW）運行期間。尤其是在低負荷增加負荷時，需要啟動第四臺磨煤機，該工況十分容易造成管壁超溫，最夸張的11屏2管處，管壁溫度甚至呈現(xiàn)出5分鐘內(nèi)上升達30℃的趨勢。進一步對該情況進行分析，我們得出了過熱器超溫的幾點原因，如下：1.鍋爐管壁受熱面存在結(jié)焦和積灰現(xiàn)象，且分布不均勻，導(dǎo)致部分受熱面受熱不均，造成壁溫超限。2.加減負荷影響。尤其是在加負荷時，在CCBF的運行方式下，加負荷速率過高，短時間內(nèi)燃料量和助燃劑陡增，導(dǎo)致爐膛發(fā)熱量短時間增大，過熱器吸熱量隨之大量增加。制粉系統(tǒng)啟動影響。啟動制粉系統(tǒng)時，爐膛燃燒量陡增，管壁受熱量也隨之大量增加。火焰中心影響。低負荷時為保證一定的再熱汽溫，我們往往會提通過擺角來提高火焰中心高度，這對過熱器壁溫也會產(chǎn)生一定的影響。煤質(zhì)影響。當(dāng)我們的燃煤水分較高，揮發(fā)分較低時，又或者是煤粉細度不夠時，煤粉被點燃的時間后移，燃燒和燃盡的時間點也會后移，等于變相抬高了火焰中心。同時燃燒的煤質(zhì)如果灰分較多，灰熔點較高，就十分容易產(chǎn)生大量的灰焦并附著在受熱面表面上，影響管壁換熱效果，造成管壁溫度升高。1.解決方案結(jié)合我廠#9爐的固有特性及上述分析結(jié)果，我認為可以通過以下幾種措施，來分別緩解上述超溫情況的出現(xiàn)。1.加強爐本體吹灰。每天至少對所有長吹進行一次全面吹灰，短吹分4層，每天至少對其中兩層進行全面吹灰，且隔天切換吹另外兩層。當(dāng)機組長時間低負荷運行時，應(yīng)投入等離子進行穩(wěn)燃后進行單根吹灰；當(dāng)機組燃用比較差的煤種時，應(yīng)適當(dāng)增加吹灰量。2.加減負荷時，應(yīng)注意管壁溫度情況，如有超溫危險，應(yīng)減緩加負荷速率和變壓速率。啟動制粉系統(tǒng)前，可通過降低火焰中心，增大一級減溫水量等方法對管壁溫度進行提前壓制，并在運行工況趨于穩(wěn)定之前，盯好管壁溫度變化。當(dāng)管壁溫度比較高時，盡量降低火焰中心運行，可通過倒塔型配風(fēng)來進一步降低火焰中心。盡量燃用設(shè)計煤種，如必須燃用較差煤種時，應(yīng)通過一定比例配煤燃用，并針對煤質(zhì)特性進行吹灰和打焦工作。1.總結(jié)鍋爐汽溫作為火電廠安全經(jīng)濟運行的重要指標(biāo)之一，在調(diào)整方面還存在的種種待解決的難題。由于每臺