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1、1 2 9科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 科技创业家 电力与能源 2012 年 09(上) TECHNOLOGICAL PIONEERS 随着锅炉容量的增大及蒸汽参数的提 高,在锅炉烟道中可供布置受热面的相对 空间相应减小,因而大容量锅炉目前普遍 采用墙式过热器,屏式过热器和对流过热 器联合组成的方式,同时过热器每片蛇形 管束所采用管圈数也相应增多造成整个管 组不仅存在屏间热 偏差,同时还存在同屏 的管间热偏差。 此外,由于屏式过热器位于 炉膛出口的烟气高温区,该处受热面的热 负荷很高,如屏间或同屏管间的热偏差过 大时,很可能导致局部管子发生过热而损 坏。 一般来说,
2、热力不均和水力不均是造成 过热器和再热器热偏差的主要原因。 1 结合实际运行的情况进行分析热力不 均 热力不均通常是指受热面处沿宽度方 向和高度方向的热负荷分布不均匀。 影响热力不均的因素: 锅炉炉膛及烟道中烟气的温度场、 速度 场分布的不均匀是造成过热器,再热器热力 不均的主要原因。 四角切圆燃烧的锅炉,燃 料从炉膛下部的四角切向高速引入,造成燃 料,空气和烟气强烈的混合,在炉膛内形成一 个自下至上运动的旋转气流,沿着炉膛高度 方向旋转速度逐渐减弱并趋于均匀,但在炉 膛出口仍然存在一定的残余旋转,从而使得 水平烟道左右两边产生烟速和烟温偏差。 对 于某发电厂的锅炉,燃烧方式为前后墙对冲 燃
3、烧 ,采 用 30只 低 NOX轴 向 旋 流 燃 烧 器 (LNASB)。 前后墙水平烟道左下侧部属于高 温区,受热面吸热量多,汽温左侧也比右侧 高,因而左下侧的管壁温度最高,处于最危险 的状态,应特别加以监测。 在炉膛中,因有水 冷壁吸热,所以水冷壁附近的烟气温度较 低,炉膛中间烟气温度较高。 烟气转入对流 通烟道后,也是两侧的烟温低中间的温度 高,且烟道中间的烟气流速往往高于两侧的 烟气流速,这就造成了位于烟道中间管子的 吸热量大于烟道两侧管子吸热量。 当水冷壁 发生结渣时,结渣侧的水冷壁吸热量减少,使 得炉膛出口的烟温产生了偏差,水冷壁结渣 侧的炉膛出口烟温较高,对流烟道两侧的烟 气温
4、度也因炉膛出口烟温的偏差而不同,水 冷壁结渣侧水平烟道的烟气温度相对较高。 当对流通烟道受热面发生结渣或积灰时,结 渣或积灰部位管子的吸热量将减少,而没有 结渣或积灰部位管子的吸热量相对将增加。 对流烟道的截面发生堵灰时,其余截面中的 烟气流速及烟气量将增大,处于这些部位的 受热面吸热量将增多。 如果烟道中管子排列 不均匀,检修时割去部分管子,造成了管间的 间隙有大有小时,也会造成各管吸热的不均 匀。 即形成所谓 “烟气走廊” 时,由于该处的 烟气流速加快,烟气量增多,因而加强了对流 传热:而且烟气走廊处的辐射层厚度大,使与 烟气走廊相邻的蛇形管的吸热量将有较大 幅度的增加。 由于燃烧调整不当
5、,造成火焰 偏斜,火焰直接冲刷水冷壁。 由于设备检修 质量的原因,造成喷燃器不同步,炉膛喷燃器 的二次风门开度不一致,造成火焰中心偏 斜,使得水平烟道两侧形成热偏差。 由于热 力不均造成了过热器和再热器管吸热的不 均,吸热多的管子工质温度高,蒸汽比容大, 因而流速高,阻力大,其结果必然造成流量的 降低,从而更加促使了热偏差的增大。 2 结合实际运行的情况进行分析水力不 均 水力不均则是指受热面内工质流量的 分配不均匀。 影响水力不均的因素: 过热器和再热器各并列管中的蒸汽流 量与烟道断面热负荷的分布均匀程度有很 大的关系。 除此之外,各并列管的流量分配 还与该管的流动阻力和进出口联箱之间的 压
6、差有关系。 当处于同一进出口联箱的各 并列管工作时,蒸汽引入管或引出管与联 箱的连接方式会影响到联箱中压力的分 布,由于联箱中压力分布的不均匀,造成了 各并列管进出口压差的不同,使各管的流 量产生偏差,从而引起水力不均匀。 在并列 管子的压差很大时,管子中的流量不均匀 性最严重,一般可采用在压差大的管内加 节流孔的方法以增加阻力达到均衡各管流 量的的。 但要彻底消除流量不均的最好方 法是采用多进汽口和多出汽口的均匀进汽 和出汽连接方式,但这要增加联箱上的开 孔数目。 在联箱压力分布均匀,管子两端压 差相同之处的情况,流量不均匀常来自各 并列管中工质流动阻力的不同。 管子的长 度、 内径、 粗糙
7、度、 弯头及吸热量等情况的 不同,往往是造成各并列管中工质流动阻 力不同的主要原因。 当各管的阻力不同时, 阻力大的管子工质流量就小,阻力小的管 子工质流量就大。 屏式过热器一般外圈管 的长度长,所以阻力大,流量小,且屏式过 热器的外圈管直接吸收炉膛火焰的辐射 热,吸热量最多,因而该外管圈即是热力不 均匀的偏差管,又是水力不均匀的偏差管, 必须特别引起注意。 3 运行操作制粉和风烟系统 3.1 关于锅炉制粉系统的调整 机组负荷240MW360MW,保持三台 磨煤机运行。 360MW480MW负荷之间保 持四台磨煤机运行,480MW以上负荷五台 磨煤机运行。 三台或四台磨煤机运行方式下,为保 证
8、主、 再热器温度为额定值,选择上层或下 层燃烧器运行。 应严格执行磨煤机定期轮 换制度,以改变炉膛热负荷分配和避免磨 煤机长时间停运,改善炉膛结渣和防止制 粉系统爆炸,制粉系统停运时间不应超过 72小时。 制粉系统运行时候,给煤出力应控制 在 35t/h 56t/h之 间 ,最 低 不 应 低 于 25t/ h,最高不应超过60t/h。 磨煤机正常运行, 保持出口温度保持在6575。 当出口 温度低于60时,应检查一次风量及磨煤 机电流是否正常,并作相应调整,以防磨煤 机堵煤;当出口温度高于85时,应检查磨 煤机电流及冷风调整挡板开度是否正常, 以防磨煤机断煤或磨煤机内着火。 将正常运行的磨煤
9、机出口温度和入口 风量均投自动,冷、 热风调节挡板分别自动 调节磨煤机出口温度和一次风量。 3.2 关于锅炉风量调整 锅炉通过调整两台送风机动叶开度保 持总风量与燃料量匹配,当由于煤种变化 燃烧器配风不良或其它原因导致总风量与 给煤量不匹配时,省煤器出口的氧量值将 超过设定值,通过氧量矫正调整总风量使 之与燃料量相匹配,但最大调整幅度不能 超过10%的总风量。 燃烧器的辅助风量通 过位于各燃烧器两端的辅助风挡板来进行 控制。 各台燃烧器的内外辅助风的比例通 过调整燃烧器面板上的拉杆来确定,正常 运行中不允许随意调整。 一次风通过调整 两台一次风机动叶开度来保证一次风母管 压力在规定值范围内,以
10、适应磨煤机一次 锅炉过热器和再热器热偏差分析及解决办法 樊 飞 (浙江大唐乌沙山发电责任有限公司 浙江宁波 315722) 摘 要:如何使管子金属能长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行的重要问题。 针对大型锅炉存在的过热器左右两侧出口汽温偏 差及末级再热器和屏式再热器频繁发生因过热导致的爆管问题,从烟气流动特性出发,分析了产生热偏差原因。 造成分隔屏及后屏过热器 吸热左多右少的主要原因是右侧高温烟气中夹带的尚有一定的塑性灰粒,使过热器沾污,影响了吸热。 导致屏式再热器和末级再热器爆管 的根本原因是烟气的充满度不好;末级再热器下部空间易形成烟气走廊;屏式再热器间距小等。 通过改造后,上述情
11、况基本上得到控制。 关键词:蒸汽 过热器 再热器 安全 电力与能源 科技创业家 2012 年 09(上) TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 3 0科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 风量的需要,一次风系统应力和风量匹配 应符合风机特性,以防止发生风机喘振问 题。 当锅炉增加负荷时,先增加风量,随之 增加给煤量。 反之,锅炉减负荷时应先减给 煤量,后减少风量,并注意风量与燃料量的 协调配合。 单台吸风机运行时,炉膛负压即可以 投自动。 机组正常运行中,炉膛负压控制要 尽量投自动,当自动控制状态下炉膛压力 波动较大且无恢复趋势时,可以解为手动 控制。 各辅助风
12、门关闭后,必须保持至少5% 的开度以防止火嘴烧损。 当锅炉主燃料切 断(MFT)时,各层辅助风挡板必须全开。 当 油枪投入时,该层中心风挡板必须开启。 锅炉负荷增加至180MW以上时,氧量 校正可以投入 “自动” 。 根据入炉煤质及机 组负荷情况及时对一、 二次风量、 风压、 二 次风门开度、 过燃风开度及一、 二次风配比 进行调整,组织炉内良好的燃烧工况,使火 焰中心位置合适,火焰无偏斜、 贴墙现象, 有良好的火焰充满度,火焰呈金黄色。 维持 转向室出口处两侧烟温差30,最大不 超过50。 合理配风,防止出现局部还原性气氛、 防止出现严重结渣的同时,合理控制氮氧化 物排放,满足环保要求。 用
13、辅助风挡板来调 节大风箱与炉膛差压。 锅炉负荷30%MCR以 前,保持大风箱与炉膛差压0.40kPa。 锅炉负 荷30%50%MCR之间,大风箱与炉膛差压增 至0.7kPa。 锅炉负荷50%MCR后,保持大风箱 与炉膛差压0.71.0kPa。 4 运行操作水汽系统和燃烧的说明 4.1 关于锅炉主、再热蒸汽温度监视调整 锅炉正常运行时,主蒸汽温度应控制 在5715以内,再热蒸汽温度应控制在 5695,两侧偏差小于10。 同时各段蒸 汽温度、 壁温不超过规定值。 锅炉运行中进 行燃烧调整,增、 减负荷,投、 停燃烧器,启 停给水泵、 风机、 吹灰等操作,都将使主蒸 汽温度和再热汽温发生变化,此时应
14、特别 加强监视并及时进行汽温调整工作。 主蒸 汽温度的调整是通过调节燃料与给水的比 例,控制中间点焓值为基本调节,并以减温 水作为辅助调节来完成的,当中间点焓值 变化较大时,应适当调整煤水比例,以减小 焓值的偏差,控制主蒸汽温度正常。 中间点 焓值的变化直接反映在一级过热器入口温 度变化,通过增减煤水比来控制温度变化。 高加投入和停用时,给水温度变化较 大,各段工质温度也相应变化,应严密监视 给水、 省煤器出口、 螺旋管出口工质温度的 变化,待中间点焓值开始变化时,维持燃料 量不变,调整给水量,控制锅炉各级受热面 工质温度在规定范围内。 在机组滑压运行 时,当负荷在50100BMCR之间时,再
15、 热器出口蒸汽温度控制在。 再热蒸汽温度主要通过调节尾部烟道 烟气挡板开度控制。 再热汽温降低时,再热 器烟道烟气挡板开启;再热汽温升高时,过 热器烟道烟气挡板开启。 过热器烟道挡板 开度低于72时,再热器烟道挡板维持原 位。 过热器烟道挡板开度超过72时,两套 挡板同时动作,过热器烟道挡板开启,再热 器挡板向关闭方向动作。 负荷低于85%时再 热器烟道烟气挡板全开。 尾部烟道烟气挡 板动作曲线见附图。 由于烟气挡板调节有 一定的迟延,在瞬变状态时,可以投再热汽 喷水减温进行辅助调节。 减温水使用及注意事项 一级减温水用以控制屏式过热器的出 口汽温,二级减温水是对末级过热汽出口 汽温。 正常运
16、行时,一级、 二级减温水应保持 有一定的调节余量。 调整时减温水不可猛 增、 猛减,应根据减温器后温度的变化情况 来确定减温水量的大小。 为了防止减温水过 量,减温后温度应保持至少20过热度。 在 机组停用后,应及时关闭减温水隔绝门。 4.2 关于锅炉燃烧调整 锅炉燃烧调整目的是确保燃烧稳定,保 证燃烧的经济性,保证机组运行安全,使燃 烧室热负荷分配均匀,减少热偏差,防止锅 炉结焦、 堵灰、 结油垢等,保证锅炉运行各参 数正常。 锅炉正常运行中,尽量将给煤机控 制投入 “自动” ,接受CCS指令。 将总风量及 炉膛负压投入 “自动” ,在解除 “自动” 时要慎 重进行手动调整,保证负荷及燃烧的稳定。 燃油压力须保持在3.0MPa3.5MPa之间, 并使各层点火器都具备投入条件。 要了解燃煤、 燃油品种及其化学分析 报告,以便根据燃料特性及时调整运行工 况。 经常对燃烧系统运行情况进行全面检 查,发现存在锅炉结渣倾向或者燃烧不良 时应及时调整。 低负荷工况运行,应合理强化燃烧,由 于各种原因造成锅炉燃烧不稳时,应及时 投入油枪、 稳定
