某電廠350MW超臨界鍋爐低溫再熱器超溫改造方案研究

范 賢

（華電新疆準東五彩灣發電有限公司，新疆 昌吉 831700）

1 概述

某電廠的350MW超臨界項目為空冷供熱機組，鍋爐為超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用前后墻對沖燃燒方式、平衡通風、緊身封閉、固態排渣和全鋼懸吊結構Π型鍋爐。鍋爐燃用新疆高鈉煤，其存在非常嚴重的結渣和沾污特性，根據電廠反饋的信息，鍋爐存在結焦、空預器堵塞和磨煤機干燥出力不夠，濃縮器磨損以及低溫再熱器超溫等問題。

2 機組運行情況

鍋爐實際運行中采取了摻配低鈉煤的方案，從實際運行來看，摻配低鈉煤后，入爐煤中的結渣和沾污特性得到降低，但是結渣和沾污的特性仍然嚴重。從鍋爐試運行及性能考核時的運行情況分析，燃燒新疆準東煤對鍋爐運行帶來較大的影響，引起爐膛結渣和受熱面沾污，進而影響受熱面的傳熱。造成的主要后果是：

（1）水冷壁吸熱量減少。

（2）大屏、高過吸熱量減少。

（3）高再在沾污后，引起傳熱能力的下降，但是由于爐膛出口煙氣溫度升高（爐膛、大屏、高過等吸熱降低），高再吸熱反而能維持更高。

（4）低再吸熱較多，同時冷再入口蒸汽溫度不穩定。

（5）主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度不能達到設計值。

（6）煙氣擋板對煙氣份額的調節性能變弱。

3 原因分析

從運行參數的角度分析，低再出口壁溫測點4達到557.2℃，已經超過了壁溫報警設定值。從低再出口汽溫的角度分析，低再出口汽溫已經達到522.41/516.45℃，而設計值僅為474℃，因此，可以確定，低再超溫主要是低再出口汽溫過高而導致。

從圖形上可以看出，運行偏差（壁溫值與汽溫值的差值）均較小，但是由于低再出口汽溫整體偏高較多（達到接近50℃），因此，整體提高了低再出口的溫度水平，造成低再超溫。一般而言，低再吸熱過多時，通過調節擋板減少低再的吸熱量，而從鍋爐試運行到性能考核時，隨著運行時間的推進，低再側擋板在逐步關小，且低再側擋板關小后，再熱器仍然有一定量的噴水，說明長時間燃燒新疆高鈉煤后，受熱面結渣和沾污后引起受熱面傳熱能力逐步的下降，從而導致鍋爐受熱面吸熱分配發生較大變化。

4 改造方案

4.1 低溫再熱器超溫分析及改造思路

根據前期分析，低溫再熱器超溫主要由于低再出口汽溫整體偏高較多（達到接近50℃），因此，整體提高了低再出口的溫度水平，造成低再超溫。根本原因在于燃用新疆高鈉煤后，爐膛、屏過、高過等結渣沾污后，爐膛出口煙氣溫度升高后（升高較多后），導致受熱面入口煙氣溫度升高和通過低再側的煙氣量高于設計值等。

本文改造的主要思路是提高擋板的調節能力，同時，降低低再側的受熱面積。

4.2 擋板調節性能恢復方案

由于機組長期運后，受熱面出現沾污、積灰等問題，引起了煙氣阻力的增加，導致低再側擋板無法進一步關小來調節再熱器、過熱器側煙氣分配，因此，進行擋板調節性能恢復。

（1）停爐清灰工作鍋爐停爐后，清理鍋爐受熱面積灰、結渣，保持受熱面清潔，特別是尾部受熱面及H型鰭片省煤器。

（2）檢查尾部吹灰器是否存在吹灰死區，特別是省煤器吹灰器，是否存在爐膛中心線處某一段死區。

（3）調節擋板面積縮小（低再改造運行后，根據運行的情況擇機進行，同時，主要防止發生擋板磨損的問題）。

低溫再熱器側擋板由4對擋板（共計8片）組成，固定兩片擋板，去掉鉸鏈機構，有效降低低再側擋板煙氣流通面積25%，并且提高擋板阻力從而提高擋板調節能力（預計擋板流通面積降低后，煙氣阻力會提升50～100Pa）。

低溫再熱器改造初步方案的原低溫再熱器由四部分組成，分別為垂直段，水平上組，中組，下組，材料由12Cr1MoVG、15CrMoG、SA-210C組成。結合實際低再材質的分布，減少再熱器面積，因此，僅考慮減少最下組SA-210C材質部分，此部分區域考慮增加省煤器，以彌補面積降低煙氣溫度升高的問題。

5 改造方案效果

（1）按上述方案減少低溫再熱面積后，低溫再熱器煙氣份額在目前分配不變情況下，預計低再出口蒸汽溫度可降低～10℃，出口壁溫水平降低12℃。

（2）取消低再下組，修改低再中組，有效降低低再出口溫升～10℃，同時，低再出口的壁溫偏差有一定幅度降低；進入脫硝裝置煙氣溫度進一步降低，滿負荷降低9℃，50%THA工況降低11℃，30%BMCR工況降低13℃，滿足脫硝投運300℃的要求。

6 改造方案對比

方案一：不移集箱方案，低溫再熱管需要穿過省煤器管，兩管之間的空間小，其造成維護和檢修困難。方案二：移集箱方案，經核算集箱上移后，仍能夠滿足強度要求。但是改動低再入口管道，其根據管系應力核算結果進行管系加固。

根據準東煤沾污積灰特性，推薦采用方案二：移動集箱方案，避免管受熱面太密，積灰嚴重等問題。

7 結論和建議

改進方案降低了低溫再熱器的面積，并增加了省煤器面積，其均能達到一定的降溫效果。目前該電廠鍋爐剛完成低氮燃燒器地改造，在爐膛燃燒工況發生變化后，對爐膛和受熱面傳熱發生的變化還有一定的不確定性，因此，后續受熱面改造造成的影響還需要進一部討論。