600MW亚临界汽包炉高温过热器管壁超温原因、控制措施及注意事项

600MW亚临界汽包炉高温过热器管壁超温原因、控制措施及注意事项

何中强

（四川广安发电有限责任公司四川广安638000）

摘要：火力发电厂中，锅炉受热面设备之一过热器泄漏事故在全厂事故及非计划停运中占有较大的比重，是影响机组安全、经济、稳定运行的主要原因之一。其中过热器泄漏的主要原因为管壁超温所引起的。本文将以广安电厂600MW机组（以下简称我厂）为例，简要剖析高过管壁温度超温原因及控制措施

关键词：超温；高过；管壁；水塞

一、我厂锅炉设备简介

我厂锅炉为600MW机组，亚临界、自然循环汽包炉。燃烧方式：采取前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、尾部双烟道、再热汽温采用烟气挡板调节。高过材质采用的材质为SA-213T91，超温的设计温度为589℃。

二、高温过热器管壁超温的危害

过热气温偏高会加速金属材料的蠕变，还会使过热器、蒸汽管道、汽机高压缸等承压部件产生额外的热应力，缩短设备的使用寿命。

三、高温过热器管壁超温的原因。

通常将影响因素分为烟气侧和蒸汽侧两个方面。

3.1烟气侧的主要影响因素。

3.1.1燃料性质的变化。

燃料性质的变化主要是燃煤挥发分、水分、灰分和含碳量以及煤粉细度的改变。当燃煤的挥发分降低，含碳量增加或煤粉较粗时，煤粉在炉内的燃烧时间增加，着火延迟，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，汽温升高。燃煤中的水分和灰分增加时，燃煤的发热量降低，为了保证锅炉的蒸发量，必须增加燃料消耗量。因为水分蒸发和灰分温度提高本来均要吸收炉内的热量，故使炉内温度降低，炉内辐射热量减少炉膛出口烟温升高，同时水分增加也使烟气体积增加，烟气流速增加。炉膛出口烟温的增加和烟速的增加，使对流传热增加，也就使得对流过热器的吸热量增加。故汽温升高。

3.1.2燃料量的变化

送入炉内的燃料量取决于锅炉负荷，负荷发生变化，燃料量必然相应的变化，燃料量的变动会引起炉膛出口烟温及烟速的变化，这样就必然引起炉内传热量的改变，使过热气温发生变动。

3.1,3风量调节变化

当送风量和漏风量增加而使炉内过剩空气量增加时，由于低温空气的吸热，将使炉膛温度降低，辐射传热减弱，炉膛出口烟温升高。同时，过剩空气量的增加将使流经过热器的烟气量增多，烟气流速增大，使对流传热增强，从而引起辐射换热减少，对流换热增强，使过热器温度升高。

3.1.4燃烧器的运行方式的改变

磨煤机的运行方式直接影响火焰中心的高度，当下层磨煤机有检修工作时，上层磨煤机运行，火焰中心上移，导致过热器喷水量增加，管壁温度普遍上升，甚至管壁超温。

3.1.5给水温度的变化

当给水温度降低时，加热给水所需的热量增多，燃料量必然要加大，但这时蒸发量没变，即由饱和蒸汽加热到额定温度的过热蒸汽所需的热量未变，因而燃料量加大的结果必然造成过热器烟气侧的传热量大于蒸汽侧的需热量，将会引起过热气温的升高，如：高加解列将会引起过热气温升高，过热器管壁超温。

3.1.6受热面清洁程度

受热面积灰，将会阻碍传热，使水冷壁的吸热量减少，造成过热器管壁过热超温。

3.2蒸汽侧的主要影响

3.2.1锅炉负荷的变化

当锅炉负荷增加时必须增加燃料量和送风量以强化燃烧，这时炉膛温度有所提高辐射传热量增加，但是炉膛温度提高的不多，使辐射传热量的增加赶不上蒸发量的增加，因此辐射传热的比例反而下降，使炉膛出口烟温升高过热气温随之增加。

3.2.2减温水的变化

当给水压力降低时，即使减温水调门没有变化，此时减温水量亦减少，从而导致过热气温升高，管壁温度升高。

四、防止高温过热器管壁超温的具体措施：

4.1炉内射流反切

将各磨煤机三次风门开度变化调整，改变某一侧旋流燃烧器的刚度，从而调整烟温。

4.2锅炉升负荷速率。

增负荷需投入新磨煤机时，煤量的增加应较为缓慢，使炉内热负荷缓慢上升，较好的控制过热汽温度。

4.3炉内送风量的调节。

在相同负荷下适当减小炉膛出口过量空气系数，炉膛烟温基本不变，但烟气流量减小，过热器烟侧放热减弱，壁温降低。

4.4煤粉细度的控制

适当减小煤粉细度可使炉内燃烧提前结束，因而不仅可以降低炉膛出口烟温，而且可以减小炉膛出口的烟温偏差。广安公司600MW的煤粉细度控制在R90=16%。

4.5一次风速的调节

当一次风速超过一定数值以后，随一次风速的提高，炉膛出口烟气偏流和烟温明显增大，因此燃烧调整时应对一次风速应靠底限控制。

4.6调整燃烧器出力分布

当某一侧高过壁温超温时，除了对其喷水降温之外，还可以退出对应侧燃烧器运行，弱化该侧燃烧，降低本侧烟温从而达到控制超温目的。

过热器管壁温度控制的注意事项

4.1运行人员认真监视各项参数，温度变化时及时分析，采取相应措施。做到超前调节，防止主汽温度的大幅波动。

4.2从经济性角度考虑，温度的调节首先通过燃烧调整，再考虑通过减温水调节。

4.3在进行汽温调节的过程中，操作应平稳，防止大幅操作引起汽温的急剧变化，威胁设备的安全运行。

4.4在启机的初期阶段和低负荷阶段，应尽量少用减温水，避免发生“水塞”，从而破坏水循环。

结束语：

综上所述，防止锅炉高温过热器管壁超温工作任重而道远，但我们持之以恒的分析、评估锅炉管壁超温的影响因素，控制好管壁超温，从燃煤掺配掺烧、燃烧调整的角度，不断摸索降低锅炉高过管壁超温率的途径、方法、手段，取得了较好的效果，从而为解决其它受热面超温问题积累了经验。

参考文献：

1.广安发电有限责任公司《600MW集控运行主机规程》

2.职业技能鉴定指导书《锅炉运行值班员》（第二版）

3.全国高等教育自学考试大纲《电厂锅炉》

4.电力职业技能鉴定指导书《集控值班员》

附录：本文适用于600MW机组，亚临界、自然循环汽包炉。一次中间再热，制粉系统为正压直吹式前后墙对冲燃烧锅炉。