溫電鍋爐高溫再熱器的壁溫超溫調整

摘 要：文章重點介紹溫電公司660MW超超臨界燃煤鍋爐，高溫再熱器管壁出現局部超溫的原因分析，及針對超溫的調整方法。

關鍵詞：再熱器；超溫；調整；二次風

引言

溫州電廠（以下均簡稱溫電）采用660MW超超臨界燃煤鍋爐，北京BW公司設計制造、螺旋爐膛、對沖燃燒、一次再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、露天布置的Π型鍋爐。該鍋爐的設計最大連續出力（BMCR）1958t/h，主/再熱蒸汽壓力和溫度分別是29.3/5.67MPa、605/625℃。該鍋爐的高溫再熱器布置在水平煙道處，為垂直管組，順流布置，沿鍋爐寬方向布置，共97片受熱面。該廠機組2015年10月份進入整組啟動后發現，當高溫再熱器出口蒸汽溫度超過610℃時，高溫再熱器部分管壁溫度超過650℃（650℃為高溫再熱器安全運行限值），特別是第1090～1095號管子超溫最為明顯。因此該廠處于安全考慮，將再熱蒸汽溫度控制值限定在610℃以內，不能達到設計的625℃，影響機組運行的經濟性。

1 再熱器壁溫超溫的危害及原因分析

1.1 高溫再熱器壁溫超溫危害

高溫再熱器金屬材料如果長時間超過允許溫度工作，會使其金相組織惡化，再熱器管道機械強度下降，金屬蠕變速度加快，材料使用壽命快速縮短，嚴重時引起高溫再熱器爆管。

1.2 高溫再熱器局部超溫可能原因

高溫再熱器局部出現超溫較整體溫度偏高，其原因更加復雜，調整起來更加困難。

引起高溫再熱器壁溫局部超溫的可能原因有以下幾種：

（1）高溫再熱器部分管道內部有結垢現象。如果長時間再熱蒸汽品質不合格，特別是含硅量較高時，容易在受熱面管道內壁結垢。水垢的導熱性極差，其熱阻是碳鋼材料的50倍，影響蒸汽對管材的冷卻效果，導致管壁超溫。

（2）高溫再熱器部分管道內部有堵塞現象。對于新建鍋爐，鍋爐在制造和安裝的過程中，可能形成氧化物和焊渣，并且會帶入泥沙和保溫材料的碎渣。管道在加工時，有時會使用含有硅、銅等冷熱潤滑劑（如石英砂、硫酸銅），或者在彎管時進行灌砂，管道在出廠時還可能涂覆油脂類防腐劑，這些雜質可能堵塞再熱器管道。如果部分再熱器管道發生堵塞現象，使得管道內部的蒸汽流量減小，對管道的冷卻效果變差，導致管道超溫。

（3）鍋爐內部燃燒調整不當。引起爐膛出口煙氣溫度局部高溫，使得高溫煙氣區的高溫再熱器壁溫超溫。

（4）煙氣走廊。所謂煙氣走廊是指在對流換熱區域內，受熱面管束和爐墻之間的間隙，一般有幾厘米跨度，由于該間隙流動阻力比較小，煙氣流動速度較大，強化了對流換熱效果，使得該區域內的受熱面壁溫較高。

1.3 溫電鍋爐高溫再熱器局部超溫原因分析

溫電鍋爐整組啟動前按照《火電工程調整試運質量檢驗及評定標準》、《火電工程調整試運質量檢驗及評定標準》相關標準的要求，對鍋爐受熱面進行了化學清洗和蒸汽沖管，并且達到國家標準規定的要求。因此，由結垢或者雜質堵塞引起該鍋爐高溫再熱器管壁超溫的可能性不大。煙氣走廊引起的超溫只可能發生在最靠近爐墻的一個換熱片，而且鍋爐在設計時已經采取了相關措施消除了煙氣走廊的影響，因此煙氣走廊引起的超溫也可以排除。通過分析我們認為，溫電鍋爐高溫再熱器局部超溫是由爐膛內部燃燒調整不當，使得爐膛出口煙氣溫度局部偏高，引起該區域內的受熱面管壁超溫。

溫電鍋爐采用前后墻對沖燃燒方式，配有36只雙調風旋流燃燒器，分三層布置在鍋爐的前后墻，其中上、中、下層分別對應C/D、B/E、A/F制粉系統，每個制粉系統配6只燃燒器。主燃燒區上方配置OFA噴口（也稱為分級風噴口）利用分級送風的方式，將主燃燒器的一部分燃燒空氣分流至OFA噴口，可使主燃燒區內未燃盡的燃料進一步燃燒，提高鍋爐效率并降低NOx的排放。

該鍋爐出現超溫現象的第1090～1095號高溫再熱器管子，現場安裝在水平煙道偏向右側墻的位置。說明該鍋爐主燃燒區靠近右側墻的幾個燃燒器的燃燒不充分，未燃盡的燃料在上層的OFA區域繼續燃燒，導致爐膛右側的出口煙溫較高，引起水平煙道內靠近右側墻的高溫再熱器管壁超溫。

2 處理措施

通過調整爐膛右側中、上層燃燒器的內/外二次風葉片的角度，增加該區域內的氧量輸送，使爐膛右側燃燒更加充分，減少右側OFA區域的再燃燒，使火焰中心下移，降低右側爐膛出口的煙溫。雙調風旋流燃燒器內二次風葉片的可調范圍15°～55°，外二次風葉片的可調范圍40°～80°。

調整前中、上兩層燃燒器內/外二次風葉片角度（表1）：

通過以上燃燒調整，解決了溫電高溫再熱器壁溫局部超溫的問題。目前，該鍋爐高溫再熱器出口蒸汽溫度達到額定的625℃時，其金屬壁溫也能控制在650℃以內，確保了鍋爐運行的安全。

3 結束語

溫電660MW超超臨界燃煤鍋爐高溫再熱器出現的局部超溫現象，是由于爐膛內部燃燒調整不當引起的，通過調整燃燒器二次風的配比，解決了超溫問題，即保證鍋爐安全經濟運行，為同類解決型鍋爐出現的局部超溫現象提供了一個很好的案例。

參考文獻

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