电站锅炉过热器、再热器试验和热力分析

电站锅炉过热器、再热器试验和热力分析 杨 涛，王振文，刘 琦 (国电热工研 究院，陕西 西安 710032) 某电厂330 Mw机组锅炉为亚临界参数、一次中 间再热、自然循环炉，前墙布置双调风旋流燃烧器。在 试生产期间，曾出现后屏过热器个别壁温测点超温、过 热器减温水量超限现象，直接影响锅炉的运行安全。 对此，通过试验和热力分析找出了问题的原因，同时对 锅炉运行和设备改造提出了几点建议。 1 过热器、再热器试验 为全面掌握过热器、再热器的运行性能，可进行下 列工况的试验。 (1)负荷特性试验 在锅炉不同负荷(即不同给煤 量、风量)下，受热面管里、外壁换热能力的变化不同， 通过试验可观察汽温和壁温的变化情况。 (2)变总风量试验 随着入炉空气量的增加，辐射 或半辐射型受热面换热能力减弱，另由于烟道中烟气 流速不断提高，对流型受热面换热能力将增强。 (3)改变燃烧器运行层次或各燃烧器间煤量分配 试验 通过改变燃烧器运行层次或各燃烧器间煤量的 分配，可以改变火焰中心位置的高低，从而影响辐射型 或半辐射型受热面及对流受热面的换热能力。 (4)高压加热器切除试验 随着高压加热器(高JJi) 的切除，给水温度降低，如欲保持负荷不变，则需增加给 煤量和入炉空气量，这样炉膛火焰中心温度提高，烟道 烟气流速增大，整个锅炉受热面的换热能力将提高。 (5)吹灰效果试验 炉膛吹灰将增强炉膛水冷壁 的吸热能力，使炉膛温度下降，从而降低炉膛上部受热 面的辐射吸热能力，而水平烟道和尾部烟道的吹灰则 可提高过热器、再热器的换热能力。 (6)变煤种或掺烧试验 不同的煤种对炉膛及烟 道受热面的粘污能力不同，从而影响受热面的换热能 力、减温水量和壁温。 2 试验结果及其热力分析 某电厂锅炉过热器、再热器的试验结果见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 表 1 过热器、再热器试验结果 注：各受热面出口壁温为平均出口壁温／单管最高壁温。 @ 匮 圃 维普资讯 http://www.cqvip.com (1)比较工况 1和 2，在 A、B、C磨煤机运行时，吹 灰前过热器一、二级减温水量均已达到极限，炉膛实施 吹灰后，一级减温水下降49 t／h、二级减温水下降23 t／ h，总共下降72 t／h。后屏出口壁温(B侧第 2、4屏)由吹 灰前的555℃、544℃迅速下降至534℃和530。C，后屏 过热器各壁温测点温度值均小于设计值，无超温现象。 而B、C、D磨煤机运行时，因火焰中心较高，吹灰效果没 有 A、B、C磨煤机运行时明显，但经炉膛吹灰后，后屏出 口平均壁温下降了31。C，减温水量减少9 t／h，原来后屏 出口单管壁温超过 540℃的状况全部消失。 (2)工况2、3和4为变总风量试验，运行氧量分别 为 3．6％、4．0 和4．4 ，随着总风量的增加，减温水 量逐渐增加，对流受热面出口温度增加，而辐射受热面 出口温度则降低。 (3)从工况6、7和 9可见，随着负荷的增加，减温水 量增加，受热面出口温度亦增加。但在低负荷或降压过 程中时，由于经常是滑压运行，蒸汽压力较低，而蒸汽温 度仍达设定值，从而形成低压高温态势，引起工质比热 容增大，密度减小，故蒸汽对管壁的吸热能力下降，此时 如受热面的设计不能与蒸汽流量、热负荷合理匹配，将 会出现管壁超温现象，尤其是在降负荷过程中。 (4)改变燃烧器运行层次，对过热器、再热器汽温 特性的影响显著，当A、B、C层燃烧器切换至 B、C、D 层运行时，因火焰中心上移，使过热器、再热器各受热 面的出口壁温全面上升，后屏过热器出口总体平均壁 温由495。C上升到 522℃，高温过热器出口壁温也由 548℃升高到556℃，后屏过热器共有6片屏的单管出 口壁温超过设计定值 540。C，同时减温水总量增加了 45 t／h(工况 4和工况 5)。另外，在 A、B、C磨煤机运 行的情况下，若 C磨煤机给煤量增加、A磨煤机给煤 量减少，由于火焰中心上移，过热器、再热器各受热面 出口壁温均将提高，减温水总量也将增加，这说明磨煤 机间煤量的分配情况与过热器、再热器的出口温度水 平密切相关，但其影响程度远低于燃烧器运行层次改 变的影响。 (5)高加切除试验在炉膛吹灰后立即进行，从试验 结果看，尽管经吹灰后各受热面的出口壁温水平尚在 正常范围，后屏出口单管壁温最高也仅 528℃。但高 加切除后，过热器减温水总量已达 91 t／h，接近现有容 量的极限值；再热器出口蒸汽温度曾达到 550℃，并伴 有8 t／h事故喷水。而这时如要降低再热汽温，则必须 关小尾部再热器侧的烟气偏流挡板开度，但这样做势必 增加低温过热器侧的烟气流量，使过热蒸汽温度失去控 制；如果采用不停顿连续吹灰，可能暂时可以控制超温， 但却是长期运行所不允许的。因此，在当前设备状态 下，高加全部解列时，锅炉能带额定负荷，可是要长期运 行既不安全，又不经济，只能作为应急使用(工况8)。 3 对锅炉运行及设备改造的几点建议 通常引起受热面出口温度偏离设计值，导致在设 计规定的范围内不能使汽温稳定在额定值运行的原因 有以下 3个方面：(1)系统结构选择及布置不当；(2) 运行条件变化(如煤种)或操作不当；(3)热力计算与 实际不符等。 该锅炉在试验的全过程中，过热器、再热器各受热 面的出口汽温，在正常运行工况下都在设计允许的范 围内，后屏出口平均汽温也大多在 500℃以内，说明过 热器、再热器受热面的结构、布置基本是合理的。另 外，锅炉燃用煤种与设计相近，炉膛无明显结焦现象， 高温过热器前炉膛出口烟温测量结果与锅炉厂设计基 本吻合(实测平均烟温 1 054．5℃)，因此可以认为在 个别工况下，后屏过热器出口单管壁温偏高是由于热 力计算与实际不符，造成受热面设计偏大，以及原设计 减温器容量偏小，喷水量严重不足，运行时未按运行规 程要求吹灰等所致。为此，对锅炉运行及未来设备改 造提出以下几点建议。 (1)炉膛吹灰是改善后屏过热器出口温度水平的 有效办法。每吹灰 1次，可使减温水量下降(40～60) t／h，或后屏出口平均汽温下降30℃以上，故建议电厂 每班对炉膛吹灰 1次。 (2)该炉原设计一级喷水管路及所用阀门均为 d89 mm，后因采购失误，将减温调节阀门口径变成 d76 mm，这样就形成节流，不但使压损增大，而且还导 致喷水量不足。故应将阀门恢复至 d89 mm或更大， 另外还lj丁考虑在分隔屏与后屏之间增加一级喷水。 (3)由于后屏过热器设计受热面偏大，故炉膛火焰 中心位置对其出口温度水平影响很大。根据试验结 果，不管是高负荷，还是低负荷运行，都建议尽量使下 3层燃烧器运行，在 5O BMCR以下，只需两台磨煤 机运行时，也应运行下两层磨煤机(A、B)。在运行磨 煤机煤量的分配上，可采用塔形分配方式(上层煤量 小，下层煤量大)，在不得已必须上 3层磨煤机运行时， 更应特别注意加强吹灰和塔形配煤方式。 (4)因限于设计水平和实际燃用煤种多变等原因， (下转第 79页) f热力发电·2004(08 J f@ 维普资讯 http://www.cqvip.com 另外，由图还可看到厂房北侧较高建筑的遮挡没有影 响厂房的通风。 4 结 语 表 6 风量平衡校核 kg／s ≥ ≥ 图4 有风时。z=4O m断面上的速度向量 以上分析表明，当厂房南侧迎面风速为 2．2 m／s 时，主厂房完全可以通过自然通风达到降温的要求，即 当热压和一定风压共同作用时，该厂房通风降温达到 了 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求。 (上接第59页) 过热器减温水量偏大是国产、进口机组普遍存在的问 题，故许多制造厂在锅炉设计中除在受热面的重要部 位使用耐热温度很高的钢材外，还把减温水容量设计 (1)火力发电厂主厂房的自然通风在设计工况下 考虑依靠热压差克服空气流动阻力达到通风降温 目 的。在设计中，通风 口两侧的热压差是设计的主要依 据，这个值的大小既与厂房空气流动过程的阻力分布 有关，又与厂房内空气温度场的分布状况有关。因此， 在设计中应根据 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实际情况，对热压进行必要的修 正，并以此来确定通风口两侧的热压差，以实现应有的 通风降温效果。 (2)计算结果表明，迎面风的作用可使自然通风 效果得到改善。 [参 考 文 献] [1] 陶文铨．数值传热学(第2版)[M]．西安：西安交通大学出 版社，2001． [2] 王启杰．对流传热传质分析[M]．西安：西安交通大学出 版社，1991． [3] 李善化，康慧，孙相军，等．火力发电厂及变电所供暖通风 空调设计手册[M]．北京：中国电力出版社，2000． [4] 湖南大学，同济大学，太原工学院．工业通风[M]．北京： 中国建筑工业出版社，1980． 得较大，以满足现场实际运行的需要。本炉出现后屏 过热器个别壁温测点超温、过热器减温水量超限的现 象，目前可采用上述加强吹灰等多项手段解决，暂无必 要对受热面进行改动。 (上接第63页) (4)原设计油枪雾化气压力低于0．6 MPa时自动 退出油枪，杂用气压力低于0．5 MPa连锁 MFT；现取 消杂用气压力低于0．5 MPa连锁MFT。 5 结 语 华能福州电厂针对锅炉油枪存在的问题，通过火 检改造、控制逻辑修改、稳定油压等使问题得以解决， 保证了油枪的正常投运，提高了机组的运行水平，为今 后解决类似问题积累了经验。 [参 考 文 献] EI] 蒋俊，等．MB9000型双信号火焰扫描器存在的问题及解 决对策[J]．中国电力，2002，(3)． E2] 葛正光．油燃烧器点火难的原因与解决措施[J]．电力建 设，2002，(4)． 维普资讯 http://www.cqvip.com