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            ● 670 t/h鍋爐低溫再熱器改造

            來源:恒日能轉載CHINAPOWER 作者:Herino轉載 時間:2008-06-30 Tag: 點擊:
                1 概 述
                   鎮海發電廠3~6號爐為DG670/140-8型中間一次再熱超高壓自然循環煤粉爐,設計再熱汽溫540℃、主汽溫度540℃。低溫再熱器及高溫再熱器(以下簡稱低再及高再),傳熱面積分別為5250、1212 m2。鍋爐配備兩套鋼球磨中間儲倉式制粉系統。再熱汽溫主要通過布置在省煤器后的低過側與低再側的煙氣擋板進行調節,并在低溫及高溫再熱器之間設有微量噴水作為輔助調節,低再進口設有事故噴水。在大屏過熱器與后屏過熱器及后屏過熱器與高溫過熱器之間分別設有一、二級減溫器。實際運行中出現以下問題:
                (1)再熱蒸汽溫度偏低   
              鍋爐設計滿負荷運行時低過側與低再側煙道擋板均在100%開度下運行,主汽溫度能達到540℃,但實際運行時再熱蒸汽溫度僅達525℃,此時的一級減溫水流量約為10 t/h,二級減溫水流量基本為零。為提高再熱蒸汽溫度,采用關小過熱器側煙氣擋板開度至40%左右運行,才使再熱蒸汽溫度、主汽溫度達到535℃左右,而一、二級減溫水流量基本為零。
                (2)低溫再熱器易磨損   
              機組運行至1994年相繼多次出現低再側省煤器及低再由于管壁被煙氣磨損減薄發生的爆管事故,管壁厚度已減薄至2.0 mm以下(原管子規格Φ42×3.5)。由于蛇形管管排布置較密,檢修時檢查難度較大,在管排深處泄漏的管子處理困難,僅在進出口集箱處進行封堵,帶來了再熱汽溫低與磨損加劇等問題,導致泄漏。為了解決該問題,在分析原因和試驗的基礎上對低再進行了增加受熱面積的改造,在1998年6號機組大修時實施,達到了預期的目的。

            2 原因分析
            2.1爐膛出口煙溫偏低
                實際燃燒煤種與設計煤種相差太大,爐膛出口煙溫偏低,低再側煙速過高。實際煤種與設計煤種對比見表1。
                 由于設計煤種為貧煤,而實際燃用煙煤且揮發份高達36.46%,煤粉著火提前,造成爐膛出口煙溫遠低于設計值。從兩種煤種的熱力計算結果對比可以看出(見表2)煤種變化后爐膛出口煙溫低于設計值約40℃,為了提高再熱蒸汽溫度必須將低再側的煙氣份額提高到0.60,此時低再側的煙氣流速升高到約11 m/s左右,煙氣加劇了低再的磨損。
            2.2爐膛設計受熱面過大
              鍋爐設計時爐膛部分蒸發受熱面布置過多,實際爐膛出口煙溫低于設計值。
                早期670 t/h鍋爐設計采用蘇聯57熱力計算標準,后期采用73熱力計算標準,73標準雖考慮了爐膛最高溫度點對爐膛出口煙溫的影響,但未考慮爐膛形狀的影響。我廠670 t/h鍋爐按73熱力計算標準進行設計,為了降低飛灰可燃物,爐膛設計成瘦高型,燃燒器軸線至爐膛出口的距離與爐膛當量直徑之比h/hdl=2.1。據有關文獻介紹,當h/hdl超出1.65~1.75范圍時,實際運行的爐膛出口煙溫低于設計值約80~100℃。據了解廣西柳州電廠與貴州清鎮電力670t/h鍋爐也同樣存在該問題。設計時爐膛蒸發受熱面布置過多,造成以對流吸熱為主的再熱器吸熱量減少,致使再熱蒸汽溫度偏低。
            2.3制粉系統運行方式的影響
                我廠目前制粉系統由于細粉分離器效率較低,三次風帶粉量較大,且粉較細,三次風噴口又布置在燃燒器最上層,當制粉系統運行時由于爐膛出口煙溫略有升高,再熱汽溫會有所上升。但實行兩爐三磨節能運行方式后,再熱汽溫難以維持在535℃以上,如增大上排給粉機轉速則飛灰可燃物會上升,使鍋爐效率下降。所以常規運行均采用進一步關小低溫過熱器側煙氣擋板,增加低再側煙氣流速的辦法來提高再熱蒸汽溫度,這樣加劇了低再的磨損。

            3 改造前的摸底試驗及改造方案的確定
            3.1摸底試驗情況
                為了確定改造方案及為熱力計算提供正確的計算參數,改前進行了摸底試驗。當燃用實際煤種,將過熱器側和再熱器側擋板同時逐漸調整到100%開度時,低再出口汽溫從465℃下降到446℃左右,此時的二次汽溫從537℃下降到528℃,在主汽溫度維持537℃不變情況下,減溫水量則從5t/h增加到15t/h。氧量維持4.5%不變,排煙溫度略升高3~5℃。在試驗期間記錄了給水溫度、低再進口蒸汽溫度、主蒸汽溫度,高再金屬壁溫等,并對再熱蒸汽流量進行了實際測量。
            3.2改造方案提出及實施
                根據以上原因分析可知,造成再熱汽溫低及低再嚴重磨損導致泄漏的主要原因是爐膛出口煙溫偏低。如果在爐膛部分增加衛燃帶或減少部分屏過受熱面積,減少爐膛吸熱量來提高爐膛出口煙溫以利提高再熱蒸汽溫度,則將增加排煙熱損失并有可能造成屏過超溫,可能會得不償失。根據摸底試驗結果,如果增加低再的受熱面積,在煙氣擋板均在100%開度,高再金屬壁溫不超溫等情況下維持低再出口溫度465℃左右,既能減輕低再的磨損又能維持較高的二次汽溫,同時又能降低排煙溫度。故根據摸底試驗的各具體參數情況,進行增加低再面積的熱力計算,確定了該部分面積的結構。
                通過改造前與改造后的熱力計算對比可知,低溫再熱器受熱面積增加了958 m2,低再側的煙氣流速從11.1 m/s降到8.7 m/s,主、再熱蒸汽均維持在較高的溫度水平。結構上,考慮到減少水力偏差和盡可能降低再熱器系統的蒸汽側阻力,采用6根蛇形管上繞作為增加受熱面積并布置在低再出口前轉向室省煤器懸吊管中間,該部分面積懸吊在爐頂大梁板上,由于低過前的煙氣溫度降低,不影響屏式過熱器的安全性。同時更換磨損比較嚴重的下組及部分中組低再蛇形管,并對由于爆管而封堵的蛇形管進行恢復,同時對低再側省煤器進行逐排檢查,更換磨損嚴重的管段。
               改造方案確定后,對施工方案進行詳細討論,確定了對所有焊口必須作100%“X”射線探傷和安裝后二次汽系統進行水壓試驗的原則。為方便施工對增加低再蛇形管進行分段加工和安裝,又考慮到后豎井中隔墻與前包墻有變形情況,縮小要更換 的低再蛇形管外形尺寸,該改造工程在6號爐大修中進行。

            4  改造后的實際運行情況
                6號爐低再的改造于1998年5月投入運行,并進行了試驗測量,取得了較好的效果(試驗情況見表3)。改造后,負荷在150 MW以上,均能保持煙氣擋板在100%開度運行,低再側煙氣流速大大降低,主、再蒸汽溫度均維持在535℃以上運行,給減溫水自動調節的投入與運行參數壓紅線運行創造了條件,增加了主、再蒸汽溫度調節的靈活性。由于煙道擋板節流損失減少,使引風機的能耗降低。這里應該指出的是,由于燃燒器按貧煤設計,一次風集中布置,實際燃用煙煤后一次風率較高,二次風速較低,燃燒時一、二次風混合較差,為了減少飛灰含碳量采取了增大氧量的方法,一定程度上升高了排煙溫度。

            5 結論
               在低再出口增加受熱面積解決670t/h鍋爐二次汽溫低與低再嚴重磨損的矛盾問題是切實可行的,可以兼顧降低排煙溫度與屏式過熱器的運行安全性。但做改造前的基礎工作與方案確定、施工管理上應注意以下幾個問題:
                (1)由于煤種較雜,作為設計煤種的取樣上應該多取些煤樣充分混合后進行分析,以確保煤樣有可靠的代表性,改造后實際運行的煤種應與設計煤種相近,有必要進行另一煤種的校核計算。
                (2)改造前作為設計計算的運行參數應為實際運行的參數,且必須進行摸底試驗,了解實際運行時低再進口溫度、低再出口溫度、低再進口蒸汽流量、給水溫度、空預器進口溫度等。投產較早的670t/h應充分考慮爐膛及制粉系統的漏風、燃燒器及低負荷適應能力等情況。如漏風較大、低負荷適當能力較差的鍋爐應多增加部分受熱面積,以便消除漏風、燃燒器改造后,再熱蒸汽溫度仍能維持在較高的水平運行。
                (3)在確定改造方案時應包括更換部分磨損嚴重的低再、省煤器蛇形管,并恢復已封堵的受熱面以免形成惡性循環而影響再熱蒸汽溫度。
                (4)應充分考慮設備的加工形式,以確保安裝的順利進行與安裝質量。安裝焊口在100%“X”射線探傷的前提下仍需進行超壓試驗,以真正做到系統嚴密不漏。
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