锅炉管壁超温的分析
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浅谈#6机组低负荷锅炉壁温的超温及其对策锅炉面临的最大威胁是锅炉受热面爆管,机组正常运行中,控制金属管壁温度,防止管壁超温是减缓氧化皮生成、受热面爆管的主要手段。
#6机组特别在低负荷的时候,300~350MW负荷容易出现锅炉壁温超温,下文对低负荷时的壁温超温进行分析和探讨。
1 造成锅炉受热面壁温超温的原因机组低负荷时造成锅炉受热面壁温超温的原因有许多。
从理论分析与实际现场总结来看,造成管壁温度升高的原因主要有以下七种:(1)机组在低负荷运行时,管壁内工质流量较小;(2)煤粉细度的原因;(3)燃烧器缺陷、炉膛燃烧不好,着火点滞后;(4)制粉系统启、停切换时,燃烧波动;(5)磨煤机出口温度较低、一次风速过高;(6)给水温度较低;(7)燃烧器二次风的配风。
2 锅炉受热面壁温超温的原因分析及解决措施2.1 机组在低负荷运行时,管壁内工质流量较小由于机组负荷较低,机组300MW时机组给水流量800t/h左右,因为负荷较低锅炉受热面内部流动的工质流量减小,流动的工质对锅炉受热面的冷却效果降低,虽然受热面外部绝对温度降低了,但是受热面内部的冷却效果减少的更多,所以此时更容易出现锅炉壁温超温。
措施:针对此现象我们可以适度加大给水流量,在机组协调方式下,可以调节给水自动的温差控制,降低机组过热度,保持过热度不低于10℃即可。
2.2 煤粉细度的原因机组设计的磨煤机煤粉细度为R90=18.5%。
由于低负荷炉膛燃烧原本就不是太充分,煤粉越细,煤粉相对表面积越大,越容易燃烧,着火越容易,反之,要是煤粉颗粒较大,燃烧会更加恶化,会进一步推迟,容易引起壁温超温。
措施:负荷较低时候煤量较低,制粉系统的负荷余量也较大,调节分离器挡板开度,控制煤粉细度;如果是因为机组增容改造后要提高磨煤机分离器转速,提高至35%~40%。
2.3 燃烧器缺陷、炉膛燃烧不好,着火点滞后#6机组采用36只DRB-4Z超低NOx双调风旋流燃烧器及NOx(OFA)喷口,分级燃烧。
超超临界锅炉屏过超温分析及预防措施摘要:本文对某超超临界机组锅炉启动后屏式过热器某点频繁超温进行了分析,对可能产生的原因进行深入分析。
通过技术分析,排除了管壁产生氧化皮和测点故障原因,基本确定了超温的最大可能原因,并提出了一系列预防措施。
关键词:超超临界氧化皮超温某厂锅炉为东方锅炉厂制造的DG2127-29.3-Ⅱ型超超临界、变压运行,一次中间再热、单炉膛平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构直流炉,采用两台三分仓回转式空气预热器,π型布置。
过热蒸汽额定蒸汽温度605℃再热蒸汽额定蒸汽温度623℃,机组于2020年7月11日转入商业运行。
一、事件经过该机组临修后于2022年2月6日晚点火启动,2月7日05:53分屏过出口温度逐渐升高,16:15汽轮机转速从2350升至3000转,直至2月7日16:41分,2号炉屏式过热器出口壁温测点6与周围测点(与壁温4,5,7,8相比)变化趋势一致,温度数值基本相同。
自2月7日16:41开始,在整体壁温逐渐升高过程中,屏式过热器出口壁温测点6逐渐与其他壁温拉开差距,温度数值始终高于周围壁温测点,但都保持相同变化趋势。
截止2022年4月该点超限次数共计94次,其中机组启动后超限次数占93次,其他运行期间未出现长期超温过热现象。
根据SIS壁温超限趋势及点表对应,屏过右侧壁温6点位置在右数第3屏后屏出口管段第1根管,此管道材质见下表。
表1:屏式过热器出口管段材质及动态报警温度二、超温分析2.1.钢材氧化皮产生分析受热面管材抗氧化性能。
抗氧化性能越差,氧化速度越快,其中合金内Cr含量影响最大。
Cr含量越高,其氧化速度越慢。
TP347H是奥氏体型不锈耐酸钢,Cr含量在17%-20%。
HR3C钢(SA-213TP310HCbN)是一种新型奥氏体耐热钢,Cr含量在25%以上。
各种常见管材氧化皮生长速度顺序:T91>TP347H>super304>HR3C。
氧化皮堆积管壁超温表现形式:a.随着负荷升高壁温也随之升高,并在负荷达到最大时,管壁温度也达到了最大。
电厂锅炉过热器再热器管壁超温原因分析及预防措施电厂锅炉过热器再热器管壁超温原因分析及预防措施在电厂中,锅炉过热器和再热器是非常重要的设备,它们承担着将焚烧过程中产生的高温高压蒸汽进行过热和再热的任务。
然而,在运行过程中,经常会出现过热器和再热器管壁超温的问题,这会导致设备的性能下降、安全性降低。
因此,本文将对过热器和再热器管壁超温的原因进行分析,并提出相应的预防措施。
一、过热器和再热器管壁超温原因分析1. 燃烧状况异常燃烧状况异常是导致过热器和再热器管壁超温的主要原因之一。
燃烧不完全、气流分布不均匀、火焰在炉膛内波动剧烈等问题都会导致辐射和对流传热不均匀,使得部分管壁温度升高,超过其设计温度。
2. 水质问题水质问题也是导致管壁超温的重要因素之一。
当水中含有过多的溶解气体、不溶性物质或其他杂质时,会导致管壁附着物形成,形成热阻,导致管壁温度升高。
3. 管道堵塞管道堵塞同样会导致管壁温度升高。
当锅炉管道内的水垢、沉积物或其它杂质积聚过多时,不仅会降低热传导能力,还会阻碍管道内流体的流动,导致局部管壁温度升高。
4. 运行参数异常运行参数异常也会导致管壁超温的问题。
例如,过高的蒸汽流量、过低的供水温度、过高的供水压力等都会使管壁温度超过设计温度。
二、过热器和再热器管壁超温的预防措施1. 优化燃烧状况通过调整锅炉的燃烧参数和火焰分布,减少炉膛内火焰的波动,提高燃烧效率,降低管壁温度。
此外,定期清洗燃烧器、炉膛和锅炉的燃烧区域,避免积聚物的形成,以减少管壁温度升高的可能性。
2. 加强水质管理加强水质管理,控制水中的溶解气体、不溶性物质和杂质的含量。
定期进行水处理,清除管道内的水垢和附着物。
同时,排放并替换含有过多杂质的水,以保持良好的水质,降低管壁温度。
3. 定期清洗管道定期清洗管道,减少管道内的沉积物、水垢和杂质的积聚。
可以采用化学清洗、水冲洗等方法,对管道进行彻底的清洗和冲洗,保持管道的畅通,减少管壁温度升高。
600MW锅炉高温过热器管壁超温原因及控制摘要】锅炉四管泄漏事故在电厂运行非计划停运中占比很大,极大地影响了机组的稳定安全运行。
从技术方面分析主要原因是四管泄露。
其中受热面的超温运行也会引发爆管,并占有很大比例。
【关键词】锅炉管壁超温率爆管一、广安电厂600MW锅炉简介广安电厂600锅炉是亚临界自然循环汽包炉,它采用了前后墙对冲的燃烧方式,一次中间再热,尾部设有双烟道,再热气温采用了烟气挡板调节。
通过汽包排出的饱和蒸汽会依次经过顶棚过热器等,最后高过出口导管由左侧右侧分为两路引出。
过热系统布置了左右两次的交叉,低过出口直接到进口,屏上过了出口之后在至高口到进口之间又会进行一次交叉,这样的方式会减少屏间跟管间的热偏差。
过热器方面采用了两极喷水的方式进行减温,第一级喷水时减温器在低温过热口的出口,可以在粗调方面,并会保护屏过。
二、高温过热器超温的危害锅炉内的工质温度最高的部件当属高温过热器,如果说在运行时管壁的温度超过了钢材耐热温度的极限,管子就有可能会爆裂。
从各种运行的实际情况来看,长期的超温过热是引起爆管的主要原因。
三、高温过热器超温的原因。
影响锅炉高温过热器管壁超温的因素有很多方面,但是主要可以在管外烟气和管内工质方面进行分析,另外还与高温过热器本身的设计施工安装是否合理有关。
下面分别就上述各种原因加以论述,最终结合广安电厂600MW机组实际的超温情况具体分析超温的原因。
3.1 烟气侧的吸热不均。
在实际进行操作运行的时候,因为安装和施工的方面会面临着各种各样的变化。
热负荷会有较大的区别,各种蛇形管的洗个程度也不同,烟气分布的温度和速度也会出现不均匀的现象,这就造成了过热器的热力不均匀,除此之外煤粉跟空气也存在不均匀的情况,主要是火焰延长到炉膛上部,管束中形成烟气走廊,这些都是高过管壁超温的原因。
3.2 蒸汽侧的流量不均当每一根管子的结构都一样,但是进出的端口所承受的压力不同时,蒸汽的气流就会不一样,压力差距比较大的管子蒸汽的质量就会很多,反之,蒸汽的气流量就会很少。
超超临界直流锅炉水冷壁超温的原因及局部水冷壁严重超温的控制措施研究发布时间:2021-08-10T10:53:32.173Z 来源:《中国电力企业管理》2021年4月作者:杨武才[导读] 锅炉管壁频繁长时间超温是锅炉水冷壁爆管的主要原因,严重威胁机组的安全稳定运行,缩短锅炉的使用寿命,造成巨大的经济损失。
本文针对某电厂1000MW超超临界直流锅炉低负荷运行时垂直水冷壁经常出现局部严重超温的问题,分析总结超温的原因,并进行研究摸索试验调整,总结出可行的二次风配风及燃烧器摆角调整方法,有效解决局部管壁超温的问题,避免锅炉局部水冷壁长时间超温热疲劳爆管,供同类型机组参考。
广东大唐国际雷州发电有限公司杨武才广东湛江 524255摘要:锅炉管壁频繁长时间超温是锅炉水冷壁爆管的主要原因,严重威胁机组的安全稳定运行,缩短锅炉的使用寿命,造成巨大的经济损失。
本文针对某电厂1000MW超超临界直流锅炉低负荷运行时垂直水冷壁经常出现局部严重超温的问题,分析总结超温的原因,并进行研究摸索试验调整,总结出可行的二次风配风及燃烧器摆角调整方法,有效解决局部管壁超温的问题,避免锅炉局部水冷壁长时间超温热疲劳爆管,供同类型机组参考。
关键词:超超临界直流锅炉;局部;水冷壁;超温;研究1设备概况某电厂锅炉为HG-2764/33.5/605/623/623-YM2,带烟气再循环的超超临界参数变压运行螺旋管圈+垂直管圈(炉膛底部为螺旋管圈,顶部为垂直管圈,中间连接的为中间混合连箱,前后墙各720根,两侧墙各352 根)直流锅炉,单炉膛、二次再热、采用双切圆燃烧方式布置、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置、π型锅炉。
燃烧器为M-PM型低NOX燃烧器,可上下摆动20°,每套制粉系统供一层共2x4=8只燃烧器,前墙由左往右依次为1、2、3、4号角燃烧器,后墙由左往右依次为5、6、7、8号角燃烧器。
配六台中速正压直吹式制粉系统,其中A磨煤机带微油点火系统,由下往上布置为A/B/C/D/E/F制粉系统,正常运行5台制粉系统运行,1台备用。
锅炉管壁超温的分析
摘要:通过对我厂200MW机组四角切圆燃烧锅炉的燃烧调整,分析了磨煤机组合燃烧方式、炉膛出口氧量、炉膛蒸汽吹灰、二次风配风方式和减温水等因素对末级过热器、再热器管壁温度的影响,找出切合实际的方法帮助解决发电厂管壁超温的现象。
关键词:四角切圆燃烧管壁温度蒸汽吹灰超温
我厂#1、#2锅炉为武汉锅炉厂制造的WGZ 670/13.7-10型超高压锅炉,直流燃烧器四角切圆燃烧,假想切圆直径为Φ828mm,炉膛深度、宽度分别为11920mm,由于四角切圆燃烧方式有以下的优点:炉内混合良好,燃烧稳定,四周水冷壁的吸热量和热负荷分布均匀,特别是气流在炉膛内形成了一个较强的旋转燃烧火焰,对强化后期燃烧十分有效。
使得四角切圆燃烧锅炉在一段时期内在各电厂得到大量的应用,但由于四角切圆燃烧锅炉在炉膛内为旋转上升气流,从炉膛出口到水平烟道以后,仍存在较强的残余旋转,导致水平烟道两侧烟速和烟温的偏差,从而导致再热器和过热器的壁温偏差,甚至会造成尾部受热面的爆管。
下面对我厂200 MW机组四角切圆燃烧锅炉为例,分析燃烧调整对锅炉过热器、再热器壁温的影响。
1设备概况及存在问题
我厂锅炉的基本型式为:自然循环、一次中间再热、倒U型布置、中速磨正压直吹式制粉系统、直流燃烧器四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢构架、紧身封闭。
每台锅炉配四台ZGM-95型中速正压直吹式磨煤机,每台磨煤机带6只喷燃器采用一层半布置。
制粉系统正常运行时#2、#3、#4磨煤机运行,#1磨煤机备用。
为了改善煤粉着火性能和在低负荷运行时维持火焰稳定性,每只煤粉燃烧器均采用了宽调节比喷嘴。
煤粉喷嘴的煤粉气流相对于二次风气流以反向切圆的方式进行同心反切燃烧,这可使煤粉和空气之间产生强烈的混合,增加煤粉的完全燃烧,减少煤粉对水冷壁的冲刷,以减轻炉膛结焦。
我厂锅炉尾部烟道还是存在左右侧温度偏差的问题,特别是过热器(再热器)左右侧管壁温度的偏差还是很大,高过、高再管壁温度经常超温达到565℃以上,甚至可以达到571℃。
因此,进行了燃烧调整以摸索有关运行参数对过热器(再热器)左右侧管壁温度偏差的影响。
2管壁超温的分析
通过对四角切园燃烧锅炉的燃烧调整,分别从磨煤机的组合运行方式,甲乙侧低再出口烟温,炉膛出口的含氧量,减温水量等方面对我厂过、再热器管壁超温分析如下。
2.1磨煤机组合运行方式对过热器/再热器壁温的影响
采用投运#2、#3磨和#3、#4磨进行分析,由于#3、#4磨投运方式使得锅炉火焰中心提高,炉膛出口温度升高,从而导致过热器/再热器的壁温比#2、#3磨运行的高。
因此投运#2、#3磨对降低高过管壁超温有好处。
而投运#1、#2磨使主、再热汽温偏低,达不到设计值,当大负荷时投运#1、#2、#3磨也经常使主汽温达不到设计值,整个机组的经济性就受到影响。
当负荷超过150MW,或主蒸汽流量超过480t/h时,#2、#3、#4运行时,往往主、再热蒸汽管壁温度容易超温,经常可以通过全开消旋二次风FF1、FF2的开度来适当降低火焰中心的高度,进而来控制管壁超温的现象。
2.2二次风配方式对过热器/再热器管壁温度的影响
我厂#1、#2炉有九层二次风,其中最上层的FF1、FF2为消旋二次风。
二次风的配风方式对尾部烟道的烟速分布和烟温分布有较大的影响,因为在本炉二次风中除了最上层的FF1、FF2为逆时针消旋外,其它都为顺时针方向旋转。
故FF1、FF2的风门开度大小对消旋作用很大,FF1、FF2风门开得越大,消旋作用越强;另外,根据本炉的再热汽温相对较低的实际情况,可适当减少上几层二次风小风门的开度,使炉膛火焰中心适当上提,以提高再热汽温。
在日常运行中,经常随着磨的运行方式,来调整各层二次风门的开度,来改善炉膛内的风、煤配比,以提高锅炉的经济性。
同时对于改善管壁超温的现象也有帮助。
2.3炉膛出口氧量对过热器/再热器管壁温度的影响
在实际运行中,发现当送入炉膛的二次风量发生变化时,也就是炉膛出口含氧量发生变化时,可以发现,当炉膛出口氧量越大,过热器/再热器的壁温越高,这是由于氧量增大后,尾部受热面得到对流换热增加,使得末过/末再壁温也相应增大。
另外,一方面氧量减小可能造成燃烧空气供给不足,使飞灰含碳量增高,从而增加机械不完全燃烧损失,另一方面氧量的减小又使排烟体积减小,减小排烟热损失,并且降低引风机电耗,增加锅炉整体的经济性,最佳的过量空气系数值,使(q2+q3+q4)之和为最小值,这个要通过试验来得到。
我厂锅炉设计的出口过量空气系数为1.2,也就是3.5%左右,当然随着负荷的降低,可以适当地增加含氧量,因为低负荷时,由于炉膛温较低,管壁超温的可能性较小,而且也好控制。
2.4通过炉膛蒸汽吹灰来降低过热器/再热器管壁温度的影响我厂#1、#2锅炉本体及尾部烟道布置了蒸汽吹灰器,在烟气挡板及水平烟道去一次风空预器处布置了压缩空气吹灰器。
蒸汽吹灰器汽源从厂用二母蒸汽引用,蒸汽吹灰器有短吹灰器和长吹灰器分别布置在炉膛和水平烟道、尾部烟道。
短吹灰器主要作用是除去炉膛水冷壁上焦,长吹灰器主要是吹走积到锅炉水平烟道的焦和积灰。
2.5通过减温水量来控制过、再热器的温度
我厂过热蒸汽减温水分为备用、一级、二级减温水,分别用来控制前屏、后
屏、高过的入口温度,再热蒸汽减温水分为事故、备用减温水,分别用来控制低再、高再的入口汽温,通过减温水量可以适当降低受热面内的蒸汽温度,进而减轻管壁与烟温换热侧的管壁超温的压力。
此外再热汽温还可以通过烟气主、旁烟气挡板的开度来进行调整。
3 结论与建议
从以上的分析看,调整过、再热器管壁超温,从结合现场实际来看,可以从调整二次风配比,磨组合燃烧方式,减温水量和炉膛含氧量来控制过、再热器管壁温度,但从中可以得出低氧量、均匀二次风配风以及全开风门对降低管壁温度有好处。
至于具体能取得的效果,需要进行进一步的试验来确定,并根据锅炉的实际运行情况来制定出调整的合理方法,进而解决降低四管爆破的可能性。
参考文献:
[1]《电站锅炉原理》浙江大学
[2]《电站锅炉四管泄漏分析与治理》中国水利水电出版社
[3]《红二电锅炉运行规程》红二电编。