杨浩
(中煤平朔安太堡低热值煤电厂 山西朔州)
1 前言
目前,燃煤电厂锅炉在运行维护过程中,时常会发生尾部受热面低温腐蚀的问题。低温腐蚀是指,当金属管壁温度低于烟气露点时,烟气中含有硫酸酐的水蒸汽在管壁上凝结,所造成的腐蚀称为低温腐蚀,也称酸性腐蚀。发生低温腐蚀后,会使受热面腐蚀穿孔而漏风;由于腐蚀表面潮湿粗糙,使积灰、堵灰加剧,结果是排烟温度升高,锅炉热效率下降;由于漏风及通风阻力增大,使厂用电增加,严重时会影响锅炉出力;被腐蚀的管子或管箱需要定期更换,增大检修维护费用。总之,低温腐蚀对锅炉运行的安全性、经济性均带来不利影响。为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀,一般采用暖风器预热风温的方式来解决。
2 暖风器系统结构及作用
现以某600MW煤粉炉电厂为例进行分析说明,锅炉暖风器是一种利用蒸汽凝结放热来加热空气的表面式换热器,本体由联箱、整体轧制螺旋翅片管、管排、管子支撑件、侧梁与横梁以及风道法兰等几部分组成。锅炉暖风器系统包括一次风暖风器、二次风暖风器、暖风器疏水箱、疏水泵、供汽、疏水管道、阀门及调节控制系统等组成。
锅炉暖风器作用是在冬季气温较低时和锅炉启动及低负荷运行期间锅炉排烟温度较低时,采用蒸汽暖风器将室外冷空气加热到一定温度要求再进入空气预热器,以避免空气预热器冷段发生低温腐蚀。
3 暖风器运行状况分析
某600MW煤粉炉电厂锅炉在空预器入口一次风和二次风管道上设置暖风器,在锅炉冬季运行中连续使用,以防止低温腐蚀。
3.1 锅炉暖风器系统的运行特点
锅炉暖风器由辅汽联箱或五段抽汽供汽,蒸汽经过管道、供汽调节门分别进入左、右两侧一、二次风暖风器进行换热,经冷凝后成为凝结水随管道进入疏水箱,疏水聚集到一定水位由疏水泵打到定排或除氧器,运行中需要根据水质情况进行切换回收。(如图3.1 暖风器系统流程图)
图3.1 暖风器系统流程图
(2)锅炉暖风器根据空预器冷端综合温度来调节各个暖风器供汽量的多少,该厂调节要求冷端综合温度(即左、右侧平均烟温与冷风温度之和)不低于148℃。
(3)暖风器疏水泵靠暖风器疏水箱水位来实现联锁启、停。当疏水箱水位高于750mm时疏水泵联启,当疏水箱水位低于100mm时疏水泵联停。
3.2 锅炉暖风器系统运行中常见问题分析
由于锅炉暖风器系统比较复杂、管线较长,运行中较容易发生故障。根据运行统计,故障主要有暖风器振动和泄漏。
3.2.1 暖风器振动分析
(1)由于锅炉暖风器管路较长,投运时暖管疏水不充分,供汽后冷热交换剧烈引起振动,另外汽水两相流导致水击现象发生,振动增大,严重时造成法兰泄漏、焊口开裂。
(2)实际运行中一、二次风供汽量相差较大,产生的疏水量偏差也大,较大一侧疏水排挤另一侧疏水,导致受排挤侧疏水不畅而发生振动现象。
(3)疏水泵随疏水箱水位高低频繁启停,当未按要求投入联锁,疏水箱水位过高返入暖风器疏水管道甚至暖风器内部时,导致暖风器发生水击和振动。
3.2.2 暖风器振动的预防
经过上面分析,暖风器振动主要是由于暖风器系统疏水不畅造成水击现象而导致,解决这一问题根本就在于充分疏水。
(1)投入暖风器时要充分的暖管疏水。从汽源侧开始分段进行暖管疏水,当疏水门没有水流出且冒出干蒸汽时,进行汽源的正式投入。
(2)同侧一、二次风暖风器供汽调门尽量开度接近,避免疏水排挤。
(3)暖风器疏水泵水位联锁正常投入,确保不满水,疏水畅通。
3.2.3 暖风器系统的泄漏及解决
锅炉暖风器系统的泄漏发生部位主要是暖风器本体供汽、联箱焊口、疏水阀门法兰等处。经观察分析,主要原因是系统疏水不畅导致水击振动和安装焊接质量不佳造成。系统充分疏水和提高检修质量能从根本解决暖风器泄漏问题。
暖风器疏水泵机封、泵体及冷却水管等泄漏,与疏水泵频繁启停密切相关。疏水泵进水温度较高(大于100℃),泵再循环门开度较小,入口区域在水位低或水箱压力低时极易发生汽蚀情况,这也容易导致疏水泵的高故障率。
3.3 暖风器节能优化措施
烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度称为酸露点。建议在空预器后加装酸露点检测装置,通过检测酸露点温度,可以准确知道一定工况下的酸露点,并通过调整暖风器的运行参数来适当调整排烟温度,使排烟温度刚好维持在酸露点以上,达到防止低温腐蚀和保证锅炉效率的最佳条件。
4 结语
燃煤电厂锅炉暖风器是防止锅炉尾部受热面低温腐蚀的有效手段,暖风器能否正常运行主要取决于疏水是否通畅,疏水不畅是暖风器不能正常工作的主要原因,疏水不畅不仅导致暖风器冷凝水不能回收,甚至使暖风器无法正常投运。所以,保持疏水畅通并提高设备检修维护质量才是解决锅炉暖风器稳定运行的关键。同时建议,通过对烟气露点的监测,使暖风器运行处于最佳合理工况,控制较低排烟温度,同时防止低温腐蚀,达到锅炉效率和锅炉安全的最佳平衡。
参考文献
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论文作者:杨浩
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
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