火电厂锅炉受热面改造质量控制要点

火电厂锅炉受热面改造质量控制要点

刘欢

中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司 辽宁省大连市 116000

摘要：火电厂锅炉受热面改造质量对机组修后运行的可靠性有较大影响，通过对锅炉受热面改造质量控制要点进行分析总结，对有关受热面及其它承压部件改造工作的质量控制有较强的指导作用。遵循异常情况下、正常运行以及加减负荷时的汽温调整措施，在环保要求得到满足的情况下使锅炉的经济性和安全性得到最大限度的提升，对运行方式进行及时优化，避免受热面发生超温，使锅炉的稳定运行得到有效保证。鉴于此，本文主要分析火电厂锅炉受热面改造质量控制要点。

关键词：火电厂锅炉；受热面；改造质量

1、概述

我国煤炭资源分布极其不平衡，煤质特性也存在很大差异。火电厂对煤炭需求量大，往往会考虑运输能力、成本、政策等因素，所以很难燃烧单一煤种。

锅炉采用全钢悬挂结构、单炉膛、П形布置，

燃烧采用平衡通风、固态排渣方式，燃烧器采用旋流燃烧器集中前墙布置方式。炉膛水冷壁采用内螺纹管垂直膜式布置的结构，炉膛上部分别布置20片屏式过热器和28片高温过热器管屏，炉膛出口水平烟道折烟角区域布置71排高温再热器管；尾部烟道分前、后两个通道，其中前烟道水平布置蛇形管式再热器和19个回路的蛇形管式省煤器，后烟道布置蛇形管式低温过热器和9个回路的蛇形管式省煤器，前、后烟道的省煤器为并联式连接，有分开的进、出口集箱供输工质。过热汽温采用二级喷水减温控制，再热汽温采用烟道挡板调节并辅以事故喷水控制。为减少传热偏差的累积，在屏式过热器的进、出口各进行一次蒸汽交叉，高温过热器出口蒸汽从炉两侧主蒸汽管道引出并在炉前汇集为一根主蒸汽管后送至汽轮机侧。

2、锅炉受热面超温原因

2.1、低温过热器管壁超温原因

在改造完成低氮燃烧器之后，当锅炉负荷在180MW以下时低温过热器管壁常常会发生管壁温度高现象，此时烟气温度比较低，但是烟气含量比较大，低温过热器管壁超温的关键原因就是在低负荷下蒸汽流量过小。

2.2、屏式过热器管壁超温原因

（1）当完成低氮燃烧器的改造之后，会增加炉膛出口的温度当炉内有二次风通过SOFA喷口进入时，和改造前相比，整个燃烧器内部二次风量明显降低，为了能够减少NOx的量，煤粉通常是在缺氧燃烧，燃烧过程并不充分，从而延长了燃烧过程直到SOFA位置，当前的SOFA中心相比改造前，往上提高了4m，因此在改造后煤粉燃烧区域和屏过底部之间的距离缩短了4m。当锅炉在高负荷状态下运行时，后墙SOFA风开全开，前墙SOFA风开度也在60%左右，而燃烧器区域二次风开度大约在80~100%，外二次风基本全开，会提高燃烧中心，提升炉膛的出口温度；然而在炉膛出口位置没有检测烟气温度的点，因此和改造前相比，SOFA风开大时炉膛出口温度增加了多少，并不能够得到准确的数值。相关人员在调整燃烧之后，对炉膛出口位置温度改变不能直接进行了解，只能利用蒸汽温度做一个大致的判断，所以，只有当管壁温度超温时，发出报警后才能够采取调整措施，因此调整过于滞后。

（2）不合理的运行调整习惯

由于炉膛较宽，燃烧有偏斜，使屏过单侧壁温偏高，运行人员在调整汽温时，针对屏过的减温水（一级减温水），单侧开度有时会过调，开度偏大，使减温器喷口后汽温过热度快速下降，造成短时局部水塞，其后管壁温度反而上涨。或者汽温大幅下降时，又大幅关闭一级减温水，从而使汽包产汽量、给水压力产生大幅变化，汽包水位往复波动后，又促使给水压差和减温水调门波动，最终减温水调门波动会呈现发散趋势，汽温更难调整。

3、火电厂锅炉受热面改造质量控制要点

3.1、固定管段切割前对管排（联箱)

为防止管段切割后原管排（联箱）变形、移位，切割前对无需更换的管段从三个方向（上下、前后、左右）进行固定，并做好原始相对位置标记，便于新管段对口安装，从而保证新管屏整体安装质量。

3.2、明确需临时割除受热面管的审批程序

现场因工作需要，如：管排吊装需开设检修孔、改造焊口范围外新增短管等，切割前必须经专业技术人员批准后方可切割，对割管位置详细统计。增加的焊口纳入改造焊口施工范围进行监督管理，避免出现质量监督盲区。

3.3、旧管切割

划线验收：旧管切割前，根据改造图纸，结合新管实际测量的尺寸，留出切割及坡口制作余量，现场测量划线，经验收合格后方可切割，防止切割位置出现错误。

机械切割：因管口采用气割切割存在氧化铁落入管口内部的隐患，因此所有受热面管切割要求使用机械切割（切割机、管排锯等）。对于垂直管段，先切割下口，再切割上口，便于旧管切割过程中异物控制。

防止误割伤：切割过程中，因个别管段间距小，存在误切伤的可能。切割前需对切割管口周围管子做好防护措施，可采用临时捆扎防磨瓦、

加装金属遮挡的方式进行防护，避免误割伤。

3.4、旧管切割后误割伤部位排查

所有旧管切割完毕后，对切割区域周围管子进行全面排查，尤其对于锅炉鳍片管，无需更换管段的鳍片割除部位需进行表面探伤合格。　　对于损伤部位进行详细记录，结合实际情况确定方案进行处理，并验收合格后方可进行新管段的对口焊接工作。

3.5、防异物措施

（1）管口封堵

旧管切割过程中，需随时做好管口封堵措施，管口内及时塞入水溶纸，再用金属盖封堵，并做好防止金属盖脱落、损坏的措施。对于管口的封堵情况，专人做好巡查，确保管口封堵及时，封堵措施有效。　　

对于水冷壁（包墙管）下管口，必须加装专用金属槽盒封盖，且固定牢固。

如施工过程中不慎有异物掉入管口内部，或者怀疑异物落入管口内，不得隐瞒，需立即汇报有关技术人员，用内窥镜进行检查确认，

结合现场确定方案，将异物取出。

（2）坡口打磨过程中防异物

对于开口向上的管口，坡口打磨前，必须在管口内部塞入水溶纸，坡口屑随时清理。坡口打磨后如不立即对口焊接，需重新封堵该管口。

3.6、改造效果及运行数据

经过对受热面进行一系列改造，通过近半年的数据收集，较改造前运行效果得到了如下提升。改造后进入高温过热器区域烟气温度比改造前降低约30℃，两级喷水减温水量可减少约2t/h，达到减少过热器吸热量，减少两级喷水减温水量的目的；增加了蒸发器受热面积，锅炉蒸发吸热能力得到了有效提高，锅炉负荷从改造前的90%左右提高到改造后超过额定负荷，入炉吨垃圾产汽量指标明显上升；该项技术改造总投资约300万元，从改造后的数据分析得出，三台锅炉的蒸发量平均每天增加100吨左右，按汽轮发电机组汽耗4.7kg/kWh和年运行8000小时测算，在发电电价0.65元/kWh的基础上，年增加售电收入约400余万元，该项目在保证安全效益和环保效益的基础上，经济效益明显，达到了改造的预期。

总之，通过改造方案的理论计算与实际应用，可以得出如下结论：（1）热力计算结果显示，过热器减温水质量流量减少了27t/h，再热器烟气挡板开度恢复至32%。改造后的实际运行中，过热器减温水质量流量减少了30~40t/h，再热器挡板开度稳定在30%~45%，改造效果与理论计算结果相吻合。（2）假如解决了炉膛的结焦问题，蒸发受热面吸热增加，在不抽汽的工况下，低于180MW负荷运行，再热器会出现明显欠温现象。

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