600MW機組鍋爐高溫過熱器壁溫超限問題分析及對策研究

黃惠 葛永建

摘要：針對某電廠近年來出現的高溫過熱器壁溫超限問題，通過分析爐內寬度方向壁溫偏差，高溫過熱器同管屏不同管圈壁溫的偏差，找到了其超溫的原因為異物在節流圈或管內彎頭堵塞造成該管蒸汽流量降低，且其壁溫測量不準，并提出了相應的改進措施。

關鍵詞：600MW機組;高溫過熱器;壁溫超限;對策

引言

隨著國內600MW機組運行時間的增長，受熱面管壁超溫的問題比較突出，“四管泄露”事故頻發[1-2]。如何保證受熱面管壁不超溫的前提下提升主、再熱蒸汽溫度成為電廠面臨的一項重要課題[3-4]。

湖南某發電公司4號爐近年來高溫過熱器出現超溫問題，且每次停爐再啟動后，高過超溫問題變得日趨嚴重。為控制高過壁溫不超限，該公司在停爐檢修期間對超溫的個別管屏中個別管圈打了絕熱澆注料和絕熱涂料，其中16屏10、11、12管圈，28屏1、2、3、4管圈打了絕熱澆注料，吸熱量減小，壁溫較之前降低較多;15、17屏10、11、12管圈27、29屏1、2、3、4管圈刷了絕熱涂料，壁溫有少量降低。但機組啟動后高過16屏11管超溫問題依然存在，在汽溫調高到570℃時，壁溫最高可達613.9℃，為保證高過安全運行，只能降低過熱汽溫運行，目前左側過熱汽溫控制在540℃左右，引起該機組汽溫偏低，影響運行的經濟性[5]。

本文對該情況進行了詳細的研究和分析，找到了造成該情況的主要因素并提出了具體的整改措施。

1機組簡介

該廠2×630MW超臨界機組鍋爐為東方鍋爐廠引進技術制造的國產超臨界參數、變壓、直流、本生型鍋爐，鍋爐型號DG1900/25.4-Ⅱ1型，單爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道，固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，平衡通風，露天布置，采用內置式啟動分離系統。

受熱面組成為：屏式過熱器共13個大屏，每屏前后由兩個小屏組成，每一小屏由24根管圈組成;高溫過熱器共31屏，每小屏20根管;高溫再熱器共84屏，每一屏由10根管圈組成。爐膛各受熱面壁溫測點與燃燒器的對應關系見表1-1。

2高溫過熱器壁溫超限原因研究

2.1爐內寬度方向壁溫偏差

為研究爐內寬度方向上熱負荷不均勻對不同受熱面壁溫的影響，分別對高溫過熱器，屏式過熱器，高溫再熱器，低溫過熱器，低溫再熱器的出口壁溫進行統計分析，結果如下：

以高溫過熱器出口汽溫左側540℃，右側570℃時為工況1，將高溫過熱器左側出口汽溫提高到570℃為工況2，不同管屏壁溫分布見圖2-1。

注：管壁編號1-10依次對應高溫過熱器屏號為4、5、6、15、16、17、25、26、27。

由圖2-1可知，按高過不同屏壁溫的分布看，熱負荷高的區域位于16屏區域，對應2、3號燃燒器之間。

選取屏式過熱器出口汽溫分別為左側528.6℃、右側525.2℃工況，統計屏式過熱器出口壁溫分布見圖2-2。

注：管屏編號1-7依次對應屏式過熱器屏號為2、4、5、7、9、10、

12。

由圖2-2可知，屏式過熱器熱負荷高的區域位于4、5屏區域，對應1號燃燒器至2號燃燒器區域。

以高溫再熱器出口汽溫分別為左側574.2℃、右側567.9℃為工況，高溫再熱器出口壁溫分布見圖2-3，低過和低再出口壁溫分布見圖2-4。

注：圖2-3中管屏編號1-9依次對應高溫過熱器管屏為7、11、19、31、43、55、67、75、79;圖2-4中管屏編號1-7依次對應低過/低再管屏為1/13、14/37、28/61、42/85、56/109、70/133、84/175。

由圖2-3高溫再熱器壁溫分布中高溫區域在31屏，位于1號燃燒器至2號燃燒器之間區域。由圖2-4可知，低溫過熱器的高溫區域位于56～70屏，對應3號燃燒器至4號燃燒器至右墻區域;低溫再熱器的高溫區域位于85～109屏區域，對應2號燃燒器至3號燃燒器至4號燃燒器區域。

綜合圖2-1至2-4可知，鍋爐各受熱面出口壁溫中高溫區域的分布并不一致，也即表明爐內寬度方向上熱負荷不均勻不是高溫過熱器16屏出口壁溫超溫的主要原因。

2.2高溫過熱器同管屏不同管圈壁溫的偏差

選取近期633MW負荷工況下高溫過熱器在同管屏下不同管圈的壁溫分布見表2-1，投產前期在相同負荷工況下高溫過熱器同管屏不同管圈的壁溫分布見表2-2。

根據投產前期16屏不同管圈管壁溫分布，同時考慮16屏10、11、12管打澆注料后，近期633MW負荷工況下16屏11管的壁溫應為531℃，16屏11管的溫升應為：531-491.9=39.1℃;16屏11管的溫升實際為：598.8-491.9=106.9℃（491.9℃為當時高過左側入口汽溫）。依次推算該管目前蒸汽流量不足原來的40%，有異物在節流圈或管內彎頭堵塞。

為確定爐頂密封不嚴對16屏11管壁溫的影響，進行了提高爐膛負壓試驗，見圖2-5。在提高爐膛負壓至-250Pa時，高過16屏11管壁溫降低約4℃，說明16屏11管處爐頂密封存在泄漏，對該管的壁溫測量準確性有一定影響。

3結論及應對措施

通過分析爐內寬度方向壁溫偏差，高溫過熱器同管屏不同管圈壁溫的偏差，認為高過16屏11管壁溫超限的基本原因為：1、異物在節流圈或管內彎頭堵塞造成該管蒸汽流量降低;2、爐頂密封存在泄漏致其壁溫測量不準。

綜合以上分析，電廠可以從采取以下措施：

（1）對壁溫測量系統進行檢查，更換卡件板、熱電偶，在16屏11管增加壁溫測點。

（2）對爐頂密封進行檢查處理，消除爐頂可能存在的泄漏。

（3）對高過進出口聯箱及聯箱內管口進行內窺鏡檢查，對高過16屏11管爐內U型彎頭割管檢查及進行通球試驗，排除管內異物堵塞。

（4）利用檢修期間完善壁溫測點：高過、高再、屏過每屏同一根管一點，選擇兩個屏每個管圈增設壁溫測點。

參考文獻：

[1]楊鯉銘.600MW超臨界機組鍋爐四管泄漏的防預及措施[J].科技風，2018，13（5）：162-162.

[2]陳捷，陸云.2016年度上海并網發電廣發電鍋爐“四管”泄漏統計及案例分析[J].鍋爐技術，2017，38（2）：170-175.

[3]丁偉平.超超臨界鍋爐高溫管屏壁溫在線監測系統的應用[J].鍋爐技術，2015，46（3）：66-69.

[4]李兆祥.壁溫監測系統在超超臨界塔式鍋爐高溫過熱器中的應用[J].福建省電機工程學會2019年學術年會獲獎論文集.

[5]張靜.超超臨界鍋爐高溫受熱面壁溫數值模擬研究[D].華北電力大學，2018.

作者簡介：黃惠（1990-2），女，漢，河南省商丘市，助理工程師，本科，大唐中南電力試驗研究院，研究方向：電站鍋爐試驗、運行優化、設備治理改造等。