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No. 2 (Ser.227)Apr. 2021第2期（总第227期）2021年4月山西电力SHANXI ELECTRIC POWER某660 MW 锅炉低温过热器和后屏过热器长期高幅值超温分析及治理邵兴恩1,李前宇2,祝艳平1（1.岱海发电有限责任公司，内蒙古床城013750; 2.北京京能电力股份有限公司，北京100124）摘要：某锅炉进行了低氮燃烧器、节能减排综合升级改造，使锅炉运行工况偏离设计值较大，引起低温过热器、后屏过热器等受热面管壁严重超温。
通过对超温点、超温时间统计分析，提出了整改措施。
关键词：受热面；壁温；逻辑；氧量；风量中图分类号：TK223.3文献标志码：B文章编号：1671-0320（2021）02-0060-050引言也带来一些问题，尤其是存在锅炉低过和后屏长期某660 MW 发电机组，锅炉为亚临界、控制循环、一次中间再热汽包炉、直流燃烧器四角布置、切向燃烧、正压直吹式制粉系统，屏式过热器（以下简称“屏过”）布置在炉膛出口处,末级过热器（以下简 称“末过”）布置在炉膛折焰角上方，末级再热器（以下简称“末再”）位于水平烟道入口处。
锅炉设计煤种为准格尔烟煤。
2011年1月投入商业运营,2013年进行低氮燃烧器改造,2018年进行节能减排综合升级改造，机组容量由600 MW 增至660 MW,锅 炉的供汽参数由16.67 MPa/541七/539七提升至16.97 MPa/571七/569 °C 0 2013年低氮燃烧器改造、2018节能减排综合升级改造后，虽然660 MW 发电 机组的其他性能有所提高，节能减排效果明显，但收稿日期:2020-11-07,修回日期:2021-01-05作者简介:邵兴恩（1983）,男，山东泰安人,2007年毕业于华北电力大学热能与动力工程专业，工程师,从事火电厂运行管理 和技术研究工作；李前宇（1981）,男，江苏宿迁人,2005年毕业于清华大学 热能工程系动力工程与工程热物理专业，硕士，高级工程 师，从事动力工程及工程热物理方面的研究和电厂技术 管虹作；祝艳平（1971）,男，内蒙古赤峰人,2011年毕业于华北电 力大学热能与动力工程专业，工程师，从事电站锅炉运行管理工作。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》，进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算，计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算，各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程，全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1．1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为：式中，M —考虑燃烧条件的影响，与炉内火焰最高温度点的位置密切相关，因此，取决于燃烧器的布置形式，运行的方式和燃烧的煤种； T ll —燃煤的理论燃烧温度，K ； Bj —锅炉的计算燃煤量；kg/h 。
1．2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为：式中，CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积；⊿t —冷、热流体间的温压， 热平衡方程为：既：烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为：工质吸热量按下列各式分别计算。
a ．屏式过热器及对流过热器，扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb ．布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区，按下式计算：2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求，分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算（100％负荷）根据表1中的设计煤质数据，各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
一、锅炉整体热力计算1 计算方法本报告根据原苏联73年颁布的适合于大容量《电站锅炉机组热力计算标准方法》，进行了锅炉机组的热力计算和中温再热器及低温过热器出口垂直段管壁金属温度计算，计算报告中所选取的有关计算参数和计算式均出自该标准的相应章节。
对所基于的计算方法的主要内容简述如下。
锅炉的整体热力计算为一典型的校核热力计算，各个受热面及锅炉整体的热力计算均需经过反复迭代和校核过程，全部热力计算过程通过计算机FORTRAN5.0高级语言编程计算完成。
管壁温度计算分别通过EXCEL 和FORTRAN5.0完成。
1．1锅炉炉膛热力计算所采用的计算炉膛出口烟气温度的关联式为：式中，M —考虑燃烧条件的影响，与炉内火焰最高温度点的位置密切相关，因此，取决于燃烧器的布置形式，运行的方式和燃烧的煤种； T ll —燃煤的理论燃烧温度，K ； Bj —锅炉的计算燃煤量；kg/h 。
1．2锅炉对流受热面传热计算的基本方程为传热方程与热平衡方程除炉膛以外的其它受热面的热力校核计算均基于传热方程和工质及烟气侧的热量平衡方程。
计算对流受热面的传热量Q c 的传热方程式为：式中，CV B T F M T cpjj a ︒--+ψ⨯=2731)1067.5(6.031111111"11ϕϑKgKJ Bjt KH Q c /∆=H —受热面面积；⊿t —冷、热流体间的温压， 热平衡方程为：既：烟气放出的热量等于蒸汽、水或空气吸收的热量。
烟气侧放热量为：工质吸热量按下列各式分别计算。
a ．屏式过热器及对流过热器，扣除来自炉膛的辐射吸热量Q fb ．布置在尾部烟道中的过热器、再热器、省煤器及直流锅炉的过渡区，按下式计算：2 计算煤种与工况2.1 计算煤质表1 设计煤质数据表(应用基)2.2 计算工况本报告根据委托合同书的计算要求，分别计算了两种不同的工况。
计算工况一 —— 设计工况计算（100％负荷）根据表1中的设计煤质数据，各设计和运行参数均按《标准》推荐的数据选取。
锅炉热力计算中两个重要参数的校核方法姚万业;王晶晶;赵振宁;童家麟【摘要】针对锅炉校核计算中最复杂的减温水校核和烟气份额校核进行了讨论,提出了适用于电站锅炉的普遍校核方法,并以某400 t/h中间再热锅炉为例阐述了两个校核的具体步骤,以便于更加准确完成锅炉校核热力计算.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2012(028)011【总页数】5页(P66-70)【关键词】锅炉;减温水;烟气份额;热力计算【作者】姚万业;王晶晶;赵振宁;童家麟【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003;华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TK2220 引言锅炉热力计算是评价锅炉安全性和经济性最主要的途径[1]，是锅炉整体计算的核心，对锅炉的设计、改造及运行有着极其重要的作用。
锅炉热力计算主要分为设计计算和校核计算两种。
设计计算是以额定负荷为前提，在锅炉的给水参数和锅炉燃料成分已知的情况下，计算满足额定蒸发量、额定蒸汽参数及选定经济指标的锅炉各个受热面的所需结构尺寸;校核计算是指以校核工况下的锅炉参数和燃料特性为基础数据，在锅炉各受热面结构参数已知或改变某些受热面结构尺寸的前提下，对锅炉效率、燃料消耗量及各受热面进出口的工质温度、烟气温度、烟气流量、空气温度、空气流量等进行的计算[2～9]。
一般情况下，在进行新锅炉的设计或对现有锅炉进行计算时都采用校核计算。
减温水校核及烟气份额校核是锅炉热力计算中最重要和复杂的两个校核。
对于不同的锅炉，由于蒸汽、烟气流程及锅炉结构的多变性，减温水和烟气份额数据的选取、校核的顺序及计算误差超出范围后如何调整也不尽相同。
尤其是在面对多支路或多个喷水减温装置时，多变量的校核情况更为复杂。
关于减温水校核及烟气份额校核方法进行研究的资料和文章很少。
第十五节热力计算结果数据分析一、关于炉内结焦与炉膛出口烟温的分析结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上，煤灰对于高温受热面沾污结焦的倾向，可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标。
造成炉内结焦原因：（1）有炉内呈还原性气氛，结渣性增强；（2）一次风速偏低；（3）一次风管风量分配不均，造成炉膛火焰偏斜；（4）锅炉运行时负压太高，漏风严重，使主燃烧区严重缺风，还原性加强；（5）运行中燃烧器向下摆动过低，致使煤粉气流直接冲刷冷灰斗；（6）所烧的煤种易结焦；（7）长时间未吹灰；（8）分级燃烧过度，主燃烧区域缺氧，氧量及总风量偏小等原因。
而在该设计校核中主要需要进行分析的是炉膛出口烟温与炉内结焦的关系。
从经济观点分析，燃煤炉膛出口烟温在1200~1250℃时，大中容量锅炉内辐射受热面和对流受热面吸热的分配率最好，可使总的受热面金属消耗量最少，但是炉内受热面的布置应保证锅炉运行的安全，即保证炉膛出口后的受热面不结焦为前提，因此炉膛出口烟温实际选取值比上述范围要低一些。
在任何情况下，进入密集对流受热面的烟温不得高于煤质灰分的变形温度（我所核算的煤质灰分的变形温度DT=1060℃），并应留有一定的富裕度。
但是，给我的煤质的核算结果却是炉膛出口烟温为1205℃，远大于煤质灰分的变形温度，因此，如果在这种锅炉中燃烧我所选取的煤种，那么必然会产生炉内结焦。
解决方案：如果核算给出的这种锅炉一定要燃烧该种煤，那么就需要调整炉膛结构尺寸和布置，重新对炉膛进行热力计算，一般情况调整炉膛的高度比较方便。
二、关于过热汽温的控制分析维持稳定的过热汽温是保证锅炉机组运行安全和经济所必须的，对于电厂锅炉来说，要求在运行中维持过热汽温的变动不超过±5~10℃。
另外，从保护过热器受热面来说，除了汽温应维持正常以外，还要保持某一级过热器的管壁温度不超过这一级过热器所采用的钢材的许用温度，因此锅炉汽温的调节除了满足汽轮机的要求之外，还有保护过热器本身的作用。
锅炉原理课程设计—220t_h锅炉整体校核热力计算新疆大学课程设计任务书13-14 学年第 1学期学院: 电气工程学院专业: 热能与动力工程学生姓名: *** 学号: ***课程设计题目: 220t/h锅炉整体校核热力计算煤种徐州烟煤起迄日期: 2013年 12月 23 日 ~ 7>2014年1月3 日课程设计地点: 二教指导教师: ***系主任: ***下达任务书日期: 2013年 12 月 23 日课程设计任务书1.设计目的:课程设计是专业课学习过程中的一个非常重要的实践性环节。
它为综合应用所学的专业知识提供了一次很好的实践机会,而且通过课程设计可以加强学生对本课程及相关课程理论及专业知识的理解和掌握,训练并提高其在理论计算、工程绘图、资料文献查阅、运用相关标准与规范及计算机应用等方面的能力;同时,为其它专业课程的学习和毕业设计(论文)奠定良好的基础。
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):一、锅炉规范1、锅炉额定蒸发量:Dc220t/h2、给水温度:tgs215℃3、过热蒸汽温度:tgr5404、过热蒸汽压力(表压):pgr9.8MPa5、制粉系统:中间储仓式(热空气作干燥剂、钢球筒式磨煤机)6、燃烧方式:四角切圆燃烧7、排渣方式:固态8、环境温度:20℃9、蒸汽流程:见指导书P410、烟气流程:炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空气预热器→低温省煤器→低温空气预热器锅炉受热面的布置结构示意图见指导书P5所示。
二、燃料的特性煤种:徐州烟煤(煤种的具体参数见指导书P8表1-7)3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书论文、图纸、实物样品等〕:1、锅炉辅助设计计算。
2、受热面热力计算。
3、受热面数据分析及材料整理课程设计任务书4.主要参考文献:1.锅炉原理2.锅炉课程设计指导书5.设计成果形式及要求:设计成果形式:1、设计计算说明书。
第一节热力计算汇总1.煤质资料
2.受热面结构尺寸
3.锅炉设计参数
4.热损失及热负荷（设计煤种）
注：
1.热负荷按燃料低位热值，不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
5.介质温度（设计煤种）
6.烟气温度
7.烟气平均流速（设计煤种）
8.吸热量
9.烟、空气流量（设计煤种）
10.空气温度（设计煤种）
11.锅炉设计参数（校核煤种）
12.热损失及热负荷
注：
1.热负荷按燃料低位热值，不含风热计算
2.燃烧器投运层数是从下而上。
15.烟气平均流速（校核煤种）
16.吸热量（校核煤种）
17.烟、空气流量（校核煤种）
18.空气温度（校核煤种）。
大容量锅炉屏式过热器传热计算方法的研究
樊泉桂
【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】1997(000)004
【摘要】提出了大容量锅炉屏式过热器传热计算新方法，不仅能突出屏式过热器传热过程的实际规律，而且计算简便，对一些重要的细节进行了比较详细的理论分析。
【总页数】1页(P59)
【作者】樊泉桂
【作者单位】华北电力大学动力系
【正文语种】中文
【中图分类】TK223.32
【相关文献】
1.塔式锅炉屏式过热器传热特性及壁温研究 [J], 赵超;张忠孝
2.300MW循环流化床锅炉屏式过热器传热特性及壁温研究 [J], 程竹静;管坚
3.富氧燃烧锅炉辐射传热计算方法研究进展与展望 [J], 李建波;李德波;冯永新;钟俊;周杰联
4.电站锅炉屏式过热器壁温计算方法的研究 [J], 王秀清
5.大容量电站锅炉炉膛性能设计参数计算方法研究 [J], 李永兴
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