关键词：过热器；再热器；壁温；控制
引言
机组正常运行中，廊坊热电厂过、再热器经常有管壁超温现象，对锅炉的长期安全稳定运行造成一定的安全威胁。在保证机组安全运行的前提下，为了防止管壁不超温运行，就需要降低主、再热蒸汽温度，进而导致机组无法经济运行。所以如何通过锅炉的运行优化调整，保证机组主、再热蒸汽温度在最优区间运行变得尤为重要。
1.锅炉壁温控制的重要性
过热器和再热器管壁氧化膜的生长速度与温度和时间有关，管壁超温运行会加速氧化皮的生成，达到一定时间后才会出现氧化皮剥落。氧化皮形成的最直接原因是锅炉超温，随着锅炉负荷和温度的不断变化，使锅炉受热面上不是很致密的氧化皮脱落，当它不能随着蒸汽带走时，由于蒸汽通流的选择性，必将影响蒸汽的通流，从而引起管壁进一步超温，氧化皮的脱落更加严重，导致受热面爆管[1]。
过热器和再热器氧化皮生成后会对机组产生许多危害：（1）造成锅炉受热面超温爆管；（2）对汽轮机产生固体的颗粒侵蚀，使汽轮机喷嘴和叶片遭到侵蚀损坏；（3）容易使汽轮机主汽门、再热汽门卡涩，使其无法关严，造成机组无法安全运行；（4）容易堵塞疏水管，使系统产生潜在的隐患[2]；（5）影响金属换热效果；（6）严重污染汽水品质。
2.引起管壁超温的原因
2.1目前#2机组R模式运行，机组负荷升降频繁且负荷升降幅度较大，造成主、再热汽参数随之波动，引起金属管壁超温。这是因为升负荷时要求增大燃料量，风烟系统具有灵敏的动态特性，在几秒内炉内温度水平提高，总的辐射换热量增加，但汽水系统具有滞后性，因此造成管外烟气温度已升高而管内流体质量流速尚未改变，平均到单位燃料的辐射吸热量将减小，使得炉膛出口烟温升高，对流吸热相对增加[3]，从而造成管壁的短时超温现象。
2.2煤质的变化会对过再热器的壁温造成影响，尤其是煤的低位发热值和挥发分以及灰分。当燃用低热值煤时，因发热量降低，就必须增加燃料量，此时水平烟道对流受热面的烟气流速增大，对流换热加强，从而导致管壁超温。挥发分的含量既可以反映出煤粉着火的难易程度，也可以反映出煤粉在炉内燃烧所需时间的相对长短。挥发分越高煤粉越容易着火燃烧，燃尽的时间也相对较短。相反，挥发分越低煤粉越不易着火燃烧，燃尽的时间也相对较长。同时当挥发分降低时，燃烧所需的过量空气就会增加，导致烟气量与烟气流速随之增加，对流传热随之加强，导致金属壁温超温[4]。通过对近期煤质进行分析，发现低位热值和挥发分与设计煤种基本持平，但是灰分平均含量在25%左右，与设计煤种的14.59%偏差10%左右。灰分含量增加,就会导致着火和燃烧困难,火焰长度延长,火焰中心位置相对提高,炉膛吸热量相对减少,并且改变了过热蒸汽和再热蒸汽的吸热比例,导致过热汽温降低,再热汽温升高。同时灰分的增加还会使水冷壁沾污严重，导致炉膛出口烟气温度升高，水平烟道的对流换热量加强，引起过热器和再热器的超温爆管。
2.3制粉系统缺陷较多，在底层或中层制粉系统故障或者消缺时，炉膛火焰中心上移易引起过热器、再热器超温。磨煤机粉管堵塞时，会导致燃烧偏斜引起一侧管壁超温，B3粉管堵塞时通过调取趋势，发现B侧烟温比A侧烟温最高低30℃，导致A侧壁温超温。
2.4受热面的清洁程度。水冷壁的外壁积灰、结渣或者管内结垢，导致吸热量减少，炉膛出口烟气温度升高，过热器、再热器换热加强，可能就会导致管壁超温。通过对比不同负荷下吹灰前后炉膛出口烟气温度的变化，发现吹灰后比吹灰前平均烟气温度低8℃。
2.5氧量控制偏高。二次风比例偏大导致炉膛含氧量过高，炉膛火焰中心上移，使炉膛出口的烟气量增大，过、再热器受热面吸热量增加，容易造成受热面超温。
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2.6运行人员对主、再热汽温调节的超前意识差，调节手段单一以及对过热器、再热器超温的危害性未引起足够重视。
3.防范措施
3.1在机组启停和变工况运行期间，应重点对过热器、再热器壁温加强监控，以防止超温爆管。
3.2提高运行操作人员主、再热汽温调节的超前意识，熟悉并掌握主、再热汽温的调节惯性，控制好汽温的超前量。在升降负荷的过程中，要密切注意汽温的变化趋势。
3.3当燃烧调整左右出现偏差引起一侧管壁超温时，应及时调整二级减温器的喷水量，来平衡两侧管壁温度。如果调整无效，可以适当降低主汽温度运行。通过调取趋势，发现高温再热器17点、15点超温次数较多，15点、17点布置在锅炉左墙（B侧），可以适当调整B侧和A侧的引风机出力大小，来维持左右两侧烟温相等，以此来平衡两侧管壁温度。
3.4燃烧调整中要密切注意喷燃器壁温，根据煤质变化情况，及时调节二次风箱挡板进行合理配风。由于部分调风盘卡涩，不能进行合理的配风调整，可以利用停机检修期间及时消缺调试，严把验收关。
3.5锅炉点火升压期间，应投入烟温探针，严格控制炉膛出口烟气温度小于510℃，主、再热汽温的调节采用烟气挡板来控制，尽可能不用减温水。
3.6严格执行吹灰管理制度，尤其是在高负荷工况下更应加强吹灰，以保持水冷壁、过热器、再热器、空预器等受热面的清洁，增强传热，防止超温。
3.7严格控制煤质变化，尽可能使煤质与设计煤种接近。通过调取超温严重当天的运行曲线和煤质报告进行对比，发现当天的煤质低位热值为14140KJ/Kg，与设计煤种16920KJ/Kg相差2780KJ/Kg，导致当天壁温超温比较严重，为控制壁温超温，只能降低汽温运行，降低了机组的经济性。
3.8加强对制粉系统的监视和调整，维持各个粉管温度、风速、风压相等，保证各个粉管出力均匀，防止出现燃烧偏斜现象，同时避免出现堵管现象。
3.9在直流锅炉汽温调节中，通常选取汽水分离器的出口汽温做为主汽温度调节回路的前馈信号，此点的温度称为中间点温度。直流锅炉必须严格控制好水煤比和中间点过热度。中间点过热度与水煤比呈相反趋势，中间点过热度变小，说明水煤比偏大，反之则水煤比偏小。在日常运行操作过程中，要注意积累中间点过热度的变化对主汽温变化影响的经验，以便超前调节时得心应手。
3.10运行规程规定:主、再热蒸汽温度达到594℃时，连续运行时间不得大于15分钟，主、再热蒸汽温度大于594℃时，应立即手动停机；主、再热蒸汽主汽门前温度偏差值大于28℃，连续运行时间不得大于15分钟；主、再热蒸汽温度10分钟之内下降50℃，应立即手动停机。
4.结论
通过以上对金属壁温超温原因以及防范措施等方面的分析研究，对各个环节进行控制，并采取科学有效的防范措施，基本上能够使过热器、再热器等受热面壁温控制在允许范围内。
参考文献
［1］葛政城.超临界锅炉控制氧化皮的运行调整[J].企业科技与发展，2018(08).
［2］于沛东;关鑫源;石宝云;姚学会;丁建兵.超临界锅炉高温受热面氧化皮分析及防治[J].中国特种设备安全，2013(04).
［3］陈文.优化锅炉运行调整防止锅炉结焦的研究[J].科技风，2013(22).
［4］王英涛.300MW锅炉高温再热器超温问题的研究[D].武汉：华中科技大学，2005.
论文作者:高志远,范守文
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：管壁论文; 锅炉论文; 温度论文; 炉膛论文; 烟气论文; 蒸汽论文; 煤质论文; 《中国电业》2019年22期论文;