600MW超临界锅炉低负荷防水冷壁超温控制策略

600MW超临界锅炉水冷壁泄漏原因及防范措施摘要田集发电厂两台600mw机组锅炉水冷壁自2007年7月投产以来共发生4次水冷壁泄漏和爆管事故，且泄漏部位均在不同的位置，本文对本厂泄漏爆管原因进行了分析，并根据实践经验中提出了相应的防范措施。

关键词爆管；原因；分析；防范措施中图分类号tk22 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）83-0129-021锅炉设备概况当实施一起工程之时，田集发电厂引进了两台600mw机组锅炉，该锅炉是上海锅炉厂所制造，是一种依靠螺旋管圈变压运行的直流锅炉，燃烧所采用方式为四角切圆模式，固态排渣、平衡通风、采用全钢构架的п型锅炉。

锅炉炉膛水冷壁由螺旋管圈和垂直管圈水冷壁所构成的膜式水冷壁所组成，锅炉中炉膛下部所用管圈应用了螺旋围绕的模式，从折焰角一直到水冷壁入口下标高度为49684mm。

326根直径为38.1mm 管子共同组成了水冷壁，其形状为螺旋段，其中所用混合集箱主要是用来过渡螺旋段和垂直段，常用方法就是将一根螺线管平分成了四根垂直管道。

第一次水冷壁泄漏的主要部位、原因分析：泄漏部位：水冷壁梳形板与水冷壁管的角焊缝处泄漏原因分析：炉膛梳形板与水冷壁管的角焊缝上存在咬边、夹渣等缺陷，降低了管子的强度。

锅炉运行中，水冷壁管排受热产生热膨胀，使其相连接的角焊缝上产生应力，在咬边处产生了裂纹，裂纹长度大约约11mm，方向为管子平行。

同时中下部水冷壁梳形板和刚性梁支座焊接，支座角钢挂在刚性梁翼板上，通过滑动来消除水冷壁与刚性梁之间的膨胀偏差。

刚性梁支座角钢与刚性梁之间安装中应预留2mm左右间隙，来保证刚性梁与水冷壁之间的相对膨胀，在检查拆开保温时发现支座角钢有局部弯曲变形，原先预留的2mm 间隙完全抵死，不能自如滑动。

上游存在漏点致下游水冷壁质量流速降低超温爆管当位于超临界的压力之下，就具有比热容高峰值区，而将比热容点最大稳定称之为临界温度，将该点视为相变点。

600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策超临界锅炉作为当前最先进的燃煤发电技术，具有能耗低、环保、技术含量高等特点。

由于超临界锅炉工质压力高，超临界锅炉大多数采用直流锅炉，直流锅炉水冷壁流动阻力比较大，运行过程的水压压头比较高，容易引起工质流动不稳定、热偏差等问题，从而导致锅炉受热不均匀，部分面积超过临界温度，影响到超临界直流锅炉运行的安全性。

本文主要600WM超临界直流锅炉水冷壁超温出现的原因，并根据这些原因提出了相应的解决策略，希望确保600MW 超临界直流锅炉运行的稳定性。

引言：超临界锅炉指锅炉内工质的压力在临界点以上的锅炉与传统的锅炉间相比，超临界锅炉的煤耗量低，单电煤耗量约为310g标准煤，超临界机组的发电效率达到了41%，我国传统的火电厂发电效率一般低于35%，單电煤耗量超过380g 标准煤以上，每度电至少可以节约50g标准煤。

与传统的锅炉相比，超临界锅炉更加环保、节能，是未来火电厂建设的方向。

但是超临界直流锅炉的装机容量比较大，锅炉的蒸发受热面积不均匀，容易造成管壁温度超标，从而影响到锅炉的正常运行，造成水冷壁内工质性能发生变化，引起流量的异常变化，威胁到锅炉运行的安全性。

因此需要对超临界直流锅炉水冷壁超温现象进行分析，找出水冷壁超温的原因，并采取有效的措施，促进我国超临界锅炉的发展。

1.600WM超临界直流锅炉水冷壁超温原因分析某发电厂有两台600WM超临界机组，锅炉为国内某锅炉生产厂家生产，超临界机组为日本三菱公司提供的技术，超临界机组采用直流锅炉，燃烧器布置在四面墙上，火焰喷射方向与水冷壁垂直，二次风喷嘴安装在主燃烧器上，锅炉在热运行状态下，一次风、二次风可上下摆动。

超临界机组运行期间，出现了水冷壁管吸热偏差或者超低温现象，部分时段出现水冷壁壁温超过机组阈值，影响到超临界机组的安全运行。

根据运行数据信息以及超临界直流锅炉水冷壁超低温出现的异常现象，总结出以下原因：1.1部分水冷壁管热负荷偏高根据锅炉炉膛的燃烧方式，如果炉膛内的煤炭燃烧时产生的火焰出现偏差，则可能导致高温烟气直接冲刷水冷壁，导致局部水冷壁温度比较高。

关于600MW超临界机组锅炉运行中水冷壁超温原因分析及对策作者：冯磊来源：《中国科技博览》2017年第27期[摘要]介绍某电厂锅炉低负荷垂直水冷壁易出现超温问题进行分析，并针对特定的工况下出现的水冷壁超温问题，结合运行调整过程中的有利控制措施，进行控制方法的阐述。

[关键词]锅炉、水冷壁、超温、过热度中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）27-0112-02引言：600MW超临界直流锅炉容量大，蒸发受热面面积大，布置复杂，热负荷高。

热负荷的不均匀性极易引起管壁超温，为了保证一定的质量流速，水冷壁内径选的较小，因此垂直管水冷壁对壁温异常较为敏感，一旦发生壁温异常可能导致水冷壁内工质的物理特性发生剧烈变化，进而产生流量偏差和吸热特性变化，严重时直接导致水冷壁管超温，严重危及锅炉安全运行。

影响垂直管水冷壁超温的因素较多，本文针对鸿山热电厂的实际运行状况，全面分析这些导致水冷壁超温的原因并提出了有效解决措施，对同类机组的运行具有很强的指导意义。

1.设备概况锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

型号为：HG-1962/25.4-YM3。

锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧，前后墙各布置3层三井巴布科克公司生产的低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB），每层各有5只，共30只。

在最上层煤粉燃烧器上方，前后及两侧墙各布置1层燃烬风口，其中前后墙各布置5只，两侧墙各布置3只，共16只燃烬风口。

用来补充燃烧后期需要的空气，同时实现分级燃烧，降低炉内平均温度，减少NOx的生成。

2.现象描述600MW超临界直流锅炉容量大、蒸发量，高负荷工况下很少出现水冷壁超温问题，水冷壁超温现象主要集中在低负荷阶段，对此本文主要结合低负荷工况下出现的热力不均或水力不均导致的水冷壁超温问题进行分析。

600MW超临界机组控制策略0 引言作为实现机组安全经济运行目标的有效手段，自动控制系统在机组安全运行中所起的作用日益重要，其功能也日益复杂，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，已从辅助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、程控和联锁保护的综合体系，成为大型火电机组必不可少的组成部分[1,2]。

1 超临界机组的控制策略1.1 协调控制系统单元机组指由发电机、汽轮机和锅炉构成，是一个相互关联的复杂的多输入输出的控制对象，必须将锅炉和汽轮发电机视为一个整体来考虑。

协调控制系统的任务有3项：保证机组输出功率迅速满足电网的要求；迅速协调锅炉、汽轮机之间的能量供求平衡，使输入机组的热量尽快与机组的输出功率相适应；在各种运行工况下，均能保证机组安全运行。

协调控制系统设计关键在于处理机组的负荷适应性与运行稳定性这一矛盾。

既要控制汽机充分利用锅炉蓄能，满足机组负荷要求；又要动态超调锅炉的能量输入、补偿锅炉蓄能，要求既快又稳。

现代大型锅炉、汽轮机单元机组是一个多变量控制对象，机、炉两侧的控制动作相互影响，且机、炉的动态特性差异较大。

超临界机组中的锅炉都是直流锅炉，作功工质占汽、水循环总工质的比例大，锅炉惯性相对于汽包炉大大降低，超临界机组工作介质刚性提高，动态过程加快。

超临界直流炉大型机组的这些特点决定了其协调控制从本质上区别于传统汽包炉，它需要更快速的控制作用，更短的控制周期，以及锅炉给水、汽温、燃烧、通风等之间更强的协同配合。

1.2 给水全程控制系统超临界直流炉的主蒸汽压力变化是汽轮机负荷或锅炉出力的变化所引起的，为了保持住锅炉出力和汽轮机所需的蒸汽量的平衡，就应该稳住给水流量。

由于超临界机组给水变成过热蒸汽是一次性完成的，所以给水量就等于蒸发量，因此，给水量是锅炉主控调节的根本，不同给水量就对应不同的负荷。

1.3 中间点温度控制和过热汽温控制汽温控制的质量直接关系到机组的安全经济运行，而过热汽温的控制又是锅炉各项控制中较为困难的任务之一，这主要是由于：造成过热汽温变化的原因有很多，如负荷、减温水等；在各种扰动下，汽温对象具有非线性、时变等特性，使控制难度加大；汽温对象具有大迟延、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的提高，蒸汽过热受热面比例加大，使迟延和惯性更大，进一步加大了控制的难度。

600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究陈飞发布时间：2023-06-30T08:23:17.750Z 来源：《中国电业与能源》2023年8期作者：陈飞[导读] 本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象，针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题，提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。

在机组运行过程中，通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法，有效控制了水冷壁的壁温，解决了结焦、磨损等问题。

贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司贵州遵义 563000摘要：本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象，针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题，提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。

在机组运行过程中，通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法，有效控制了水冷壁的壁温，解决了结焦、磨损等问题。

关键词：超临界W型火焰直流锅炉；水冷壁壁温；结焦；磨损目前国内超临界火焰直流锅炉的水冷壁布局采用低质量流量垂直管设计，水冷壁分为上水冷壁和下水冷壁，两者之间的过渡配有水冷壁中间混合收集器，也就是说，在壁炉下方具有垂直上升的内螺纹管的水冷壁入口歧管中，在L冷却壁的中间混合物歧管中，该垂直优化的阴管具有低质量流量设计，允许W型超临界火焰直流锅炉具有良好的正常流体动力反应特性，其给水流量随着热负荷的增加而增加，这允许管壁的良好冷却，反之亦然。

理论上，该系统可以依靠其自身的自补偿特性来平衡出口温差，减少相同水冷壁流的端壁温差，但在实际操作中发现，低质量流量设计的正常反应特性在任何时候都没有表现出良好的后续性能。

当负载的工作条件发生根本性变化时，正常反应特性具有一定的滞后，使得部分高热负载从管壁温度迅速增加，管壁与相邻或低温区域的温差增加，导致水冷壁过热。

1超临界机组锅炉及燃烧设备简介1.1超临界机组锅炉超临界机组锅炉采用北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的燃煤锅炉，该锅炉出口（脱硝机组前）NOx排放浓度≤700 mg/Nm3的高级同步脱硫和脱硝机组。

关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨发布时间：2022-08-19T08:35:58.800Z 来源：《当代电力文化》2022年8期作者：曾雨滔[导读] ：600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中，水冷壁容易出现超温的现象，严重时会导致水冷壁泄漏，曾雨滔深能合和电力(河源)有限公司 517000摘要：600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中，水冷壁容易出现超温的现象，严重时会导致水冷壁泄漏，对整个锅炉的正常运行带来不利影响。

参考600MW超临界机组锅炉水冷壁的运行要求，以及水冷壁在运行过程中超温现象产生的原因，在治理过程中应按照锅炉水冷壁运行的要求，分析水冷壁超温的影响因素以及诱发的原因制定合理的应对策略，确保水冷壁超温现象得到有效治理，保证锅炉水冷壁能够实现温度可控，达到正常运行的标准，消除水冷壁超温泄漏的风险。

关键词：超临界机组；锅炉水冷壁；超温；原因分析；对策引言对于锅炉水冷壁超温现象而言，一旦出现超温情况容易导致水冷壁泄漏，其中超温主要分为螺旋水冷壁超温和垂直水冷壁超温，这两种水冷壁超温之后都容易出现泄露，导致锅炉无法正常工作，增加了锅炉运行的风险，使锅炉在运行过程中难以达到运行要求，不利于锅炉正常运行，使锅炉在运行过程中失控。

因此，制定合理的锅炉运行方案，掌握锅炉水冷地泄漏的原因并予以有效治理，对当前锅炉的正常运行以及600MW超临界机组的有效管控具有重要影响。

在实际控制过程中需要根据锅炉水冷壁的具体情况和水冷壁超温的具体原因做好治理。

一、锅炉水冷壁超温泄露现象（一）螺旋水冷壁超温锅炉水冷壁中螺旋水冷壁作为重要的水冷壁形式，在运行过程中容易出现超温的现象，并且超温控制难度大，一旦出现异常超温会引发螺旋水冷壁破裂造成泄露事故，对整个水冷壁的正常运行带来不利影响。

螺旋水冷壁超温主要是指水冷壁管子间出现热偏差，水冷壁受热不均匀，水冷壁在热偏差的影响下某些部位出现热变形，导致水冷壁在运行过程中因变形发生泄露，对整个水冷壁的正常运行带来不利影响，同时也影响水冷低的工作状态。

600MW超临界直流锅炉低负荷运行壁温调整试验高飞摘要：试验研究了600MW等级超临界锅炉在特定磨组合下低负荷运行下油二次风门挡板和OFA风门挡板[1]对锅炉各受热面偏差的影响。

机组低负荷运行BCDE磨时，垂直水冷壁左墙和前墙会偏高。

运行上3层燃尽风，建议不偏置；运行下3层燃尽风，建议将1#、2#角开大，3#、4#角关小，这样壁温分布更均匀。

当低负荷出现垂直水冷壁超温或者偏差较大时，建议调整油二次风或者辅助风，即1#、2#角开大，3#、4#角关小。

关键词：600MW超临界锅炉；壁温调整；低负荷Water wall temperature Adjustment of a 600 MW Supercritical Once—through Boiler in the low loadGao Fei（Harbin Boiler Company Limited，Harbin 150046，China）Abstract：The influence of oil secondary air valve baffle and OFA air valve baffleon the temperature deviation of every tubes at each heating surface of the boiler which is a 600 MW-grade supercritical boiler under specific mill combination is studied in the low load . When the boiler runs the BCDE mill combination at low load, the tube temperature of theleft and front vertical water wall will be on the high side. Opening the OFA air valve baffle at the upper three layers,it is better that the left and right OFA baffle openings are same. Opening the OFA air valve baffle at the lower three layers, itis better that increase the OFA air valve baffle on the 1# and 2# angle and reduce the OFA air valve baffle on the 3# and 4# angle.When the tube temperature of the vertical water wall is overheated or its deviation is large at low load, it is recommended to adjust the valve baffle of the oil secondary air or auxiliary air.Key words：600MW Supercritical boiler；Water wall temperature Adjustment；low load一、锅炉简介塔山发电厂超临界锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发研制的660MW 烟煤超临界锅炉。

600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究摘要：本文结合600MW超临界W型火焰直流锅炉运行中，引起水冷壁壁温差的原因，对如何控制水冷壁壁温差展开研究。

同时对工质焓增、工质出口温度、水冷壁及锅炉运行调整等措施在水冷壁壁温差控制中的实践价值进行简单阐述，借此明确W型火焰直流锅炉在超临界状态中，其水冷壁壁温差控制的要点。

关键词：600MW；W型火焰直流；锅炉；水冷壁壁；温差引言水冷壁是锅炉结构设计中的重要组分，其温差控制关系着锅炉生产作业质量与效率。

为有效指导锅炉水冷壁壁温差控制，本文以600MW超临界W型火焰直流锅炉为例，对该类锅炉内水冷壁壁温差控制思路做出探讨，希望给予相关从业者建议与参考。

一、引起水冷壁壁温差的原因600MW超临界W型火焰直流锅炉，其在内部结构中水冷壁的布设模式通常为低质量、低流速的垂直管道设计。

但在该类锅炉运行期间，由于水冷壁内管壁流速设计后，正态反应特征限制着壁管的跟随性能，所以在锅炉负荷较大时，水冷壁管壁反应特性会呈现出固化、滞后的情况，导致管壁在高负荷温度下与相邻、周边低温环境产生较大温度偏差[1]。

结合锅炉动力特征，造成水冷壁温差的原因可从以下内容体现。

首先，锅炉下端辐射区域中，水冷壁壁温与锅炉负荷有着明显联系性，该区域壁温降低时，锅炉辐射会明显升高，而上端辐射区域则是在负荷变高时，水冷壁壁温差的变化趋势为“先降后升”。

因此，若W型火焰直流锅炉负荷为600MW，上端辐射区域、下端辐射区域的壁温偏差较大，约为18摄氏度。

同时在锅炉运行期间，上端辐射区域中直流管壁工质温度较小，但辐射区螺旋管周边水冷壁温度上升。

其次，因水冷壁上端辐射区域中的垂直管工质参数较大、且大于比热区，所以在工质流速较低状态下，锅炉中间混合集箱中的流量分配受阻，上端辐射区、下端辐射区的水冷壁温度差异明显。

最后，通常情况下，锅炉热负荷增加时，水冷壁出口温度会与锅炉下端辐射区负荷呈反比关系，即负荷增加、温差下降。

600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因及对策分析作者：刘政扬来源：《科学与信息化》2019年第12期摘要水冷壁超温是现代发电厂内部机械运行中最常见的问题，不仅关系着发电厂内部能量能否正常供应，还会威胁到相关技术人员的人身安全，因此，如何优化超超临界机组锅炉使用成为一项重要内容。

本文将以600MW超超临界机组锅炉为主要叙述内容，结合实际机械运行中出现的问题，从根源上进行分析，在现代技术和管理体系的基础上，进一步提升现代600MW超超临界机组锅炉运行效率，减少水冷壁超温等问题的出现。

关键词 600MW；超超临界机组；锅炉水冷壁；超温；原因；对策前言电能作为现代城市基础运行的必要性能源之一，因其自身能量特点备受大众行业青睐，则为了保障电能供应能够满足城市需求，发电厂引入新型600MW超超临界机组锅炉代替传统发电机械设备，提升发电厂整体生产能力与效率。

但在实际机械设备运行中，常常会出现水冷壁超温故障问题，造成锅炉局部温度不一，机械设备内部结构被影响而出现变形，进而加剧结构之间的磨损程度，发电设备出现运行故障和结构损坏的概率增加，浪费大量资源和发电厂运行成本，危及相关操作人员的自身安全。

1 超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析1.1 燃料质量水平发电厂内部机械设备运行和电力能源运输方式都较为复杂，为了支撑内容基础的流程顺利进行，发电厂每天都需要花费大量的人力、物力，而在这些基础运行成本中最主要的开销除了机械运行花销，再者就是对产电力能源燃料的购买，这是因为燃料自身质量会在一定程度上影响发电厂内部产生电力能源的效率。

如果想要保障高生产效率、低污染排放，就要相应的选择更好的燃料种类与质量，有利于整体长远发展，但是往往中小型发电厂只重视当前利益，大量购买质量较差的燃料种类，这些燃料虽然也能够进行电力资源提取，但却存在着高挥发性和可磨性差的缺点，高挥发性是由于燃料内部杂质含量过高，可磨性差则是燃料自身存在的问题。

设备管理与维修2021翼3（上）严格控制转子动平衡精度。

（6）在实际运行中此泵杨程较高，可以对叶轮进行切削、降低杨程，既能降低功率消耗，又能使泵的振动下降，处于更稳定的运行状态。

5结束语辐射进料泵是延迟焦化装置的关键设备，介质温度高、压力高，一旦出现故障有可能会造成严重事故。

本次设备振动的峰值已经达到D 区（振动在此区域内，通常认为其剧烈程度足以引起机组破坏），如果长时间未发现极有可能造成机封泄漏，发生火灾事故。

所以，日常对机泵的润滑油、封油、冷却水的检查以及状态监测尤为重要，是保障设备安全运行的基础。

〔编辑吴建卿〕600MW 超超临界锅炉水冷壁检修质量控制雷中辉（华能湖南岳阳发电有限责任公司，湖南岳阳414002）摘要：针对锅炉水冷壁管管径小、有节流孔的特点，在管道更换过程中制定了详细施工方案和严格的质量标准，并由专业人员全程监督签字鉴证，确保更换过程中的管道清洁和焊接工艺的正确实施。

机组运行以来，未出现水冷壁管节流孔堵塞超温及管道新焊缝泄漏事件，是一次水冷壁管更换检修工艺和方法的成功探索，对于水冷壁管更换检修具有重要的指导作用。

关键词：水冷壁；节流孔；清洁度；签证；水冲洗；射线拍片中图分类号：TM621.2文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.03.330引言火电厂锅炉一旦发生“四管”（即锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器）泄漏就只有采取强迫停炉，严重影响了火电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。

在预防和处理“四管”泄漏工作中，由于“四管”高温高压工作特性，在管道更换处理过程中对焊接工艺、管道清洁度等有着特殊要求，特别是对于小管径、有节流孔的水冷壁管有着更高要求。

经过长期的工作实践，通过对锅炉发生缺陷的原因作出合理分析，加强对锅炉“四管”缺陷进行有计划、有针对性的治理改造，强化防磨防爆工作组织管理，优化检修方法等措施，可以使管道锅炉受热面损坏、泄漏事故得到有效控制。