锅炉过热器管壁温度特性研究

电站锅炉过热器的热偏差计算及预防措施一. 管壁温度计算过热器和再热器受热面管子能长期安全工作的首要条件是管壁温度不能超过金属最高允许温度。

过热器和再热器管壁平均温度的计算公式为：max q t t t gz g b μ+∆+=β()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++λβδαβ112 （11-1）式中ttw —管壁平均温度，ºC ；tg —管内工质的温度，ºC ；Δtgz —考虑管间工质温度偏离平均值的偏差，ºC ；—热量均流系数；β—管子外径与内径之比；qmax —热负荷最大管排的管外最大热流密度，kw/m2；α2—管子内壁与工质间的放热系数，kw/m2.ºC ；—管壁厚度，m ；—管壁金属的导热系数，kw/m..ºC 。

二. 热偏差概念从式（8-1）可见，管内工质温度和受热面热负荷越高，管壁温度越高；工质放热系数越高，管壁温度越低。

由于过热器和再热器中工质的温度高，受热面的热负荷高，而蒸汽的放热系数较小，因此过热器和再热器是锅炉受热面中金属工作温度最高、工作条件最差的受热面，管壁温度接近管子钢材的最高允许温度，必须避免个别管子由于设计不良或运行不当而超温损坏。

过热器（再热器）由许多平行的管子组成，由于管子结构尺寸、管子热负荷和内部阻力系数等可能不同，不同管中蒸汽的焓增可能不同，这一现象称为过热器（再热器）的热偏差。

热偏差系数（或简称为热偏差）用φ表示，它的定义为：φ=pj pi i ΔΔ=pj pj p p i i i i 1212-- (11-2)式中 Δip —平行管中偏差管（通常是指平行管中焓增偏大的管子）内工质的焓增，kJ/kg ；Δipj —整个平行管组中工质的平均焓增，kJ/kg 。

允许的热偏差是根据受热面工作的具体条件确定的，由于过热器管子工作在接近材料的最高允许温度下，允许的热偏差不应超过过热器总吸热量的15%。

工质的焓值由管外壁所受热负荷、受热面面积和管内工质流量决定。

超临界锅炉过热器\再热器的汽温特性及调节分析摘要：本文对直流锅炉的过热器、再热器汽温特性、变化特点、汽温调节进行了简要分析，并结合我厂实际情况阐述锅炉汽温偏差产生的原因，提出超临界压力锅炉运行中应关注的问题，与电力同仁共勉。

关键词：直流锅炉超临界过热器再热器汽温21世纪以来，为了提高锅炉效率，最大限度的降低能源消耗，电站锅炉逐步向超临界锅炉方向发展。

超临界锅炉的汽温特性与传统的汽包炉汽温特性有明显的不同，汽温过高将引起管壁超温、金属蠕变寿命降低，会影响机组的安全性；汽温过低将引起循环热效率的降低。

根据计算，过热器在超温10～20℃下长期工作，其寿命将缩短一半以上；汽温每降低10℃，循环热效率降低0.5%，而且汽温过低，会使汽轮机排汽湿度增加，从而影响汽轮机未级叶片的安全工作。

通常规定蒸汽温度与额定温度的偏差值在-10～+5℃范围内。

下面对直流锅炉的汽温特性进行分析，不断摸索调整汽温的最佳手段，控制汽温在允许范围内，保证锅炉安全运行。

一、过热器或再热器汽温特性1、过热器或再热器出口汽温随锅炉负荷的变化规律称为过热器或再热器的汽温特性。

过热器的汽温特性如图1-1所示。

图1-1 过热器的汽温特性l―辐射式过热器；2、3―对流式过热器23随着锅炉负荷的变化，辐射式过热器的汽温特性与对流式过热器相反。

当锅炉负荷增加时，燃料消耗量和过热器中蒸汽的流量都相应增大，由于炉内火焰温度变化不大，辐射式过热器吸收的炉膛辐射热增大不多，相对于每干克蒸汽的辐射吸热量反而减小，因此辐射式过热器的出口汽温随锅炉负荷的增大而降低。

辐射式过热器的汽温特性见图1-1中的曲线1。

当锅炉负荷增大时，燃料消耗量增大，烟气流速增大，烟温升高、对流传热量增加，相对于每千克蒸汽的对流吸热量增加，因此对流式过热器的出门汽温随锅炉负荷的增大而增大。

对流式过热器的汽温特性见图1-1中曲线2、3，过热器离炉膛越远，过热器进口烟温越低，烟气对过热器的辐射换热份额越少，汽温随负荷增加而上升的趋势更加明显。

生物质锅炉过热器高温腐蚀性能研究及防护措施
章平衡;龚俊;金建荣;孙坚;张洪;李岱;刘成威;陆海峰;陈国星
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2022(55)11
【摘要】针对生物质锅炉过热器高温腐蚀造成的承压管道减薄、甚至破裂问题,基于工作环境,对服役后的过热器管壁进行了组织及性能分析。

研究结果表明:烟气中的Cl以及碱金属等元素在高温下与受热面以气相、固相以及液相形式发生一系列复杂的物理化学反应,腐蚀过热器管壁。

飞灰沉积在金属表面,与氧化层发生浸润性附着,使得管壁表面氧化膜保护层脱落,导致管壁减薄。

同时,高温过热器比中温过热器的服役温度高,其氧化层的腐蚀性脱落更为严重,长期服役,高温过热器腐蚀后管壁的微观硬度和拉伸性能与中温过热器相比有所下降,但是两者仍符合标准规定,满足服役条件。

因此,采取合适的防护措施,阻止管壁进一步腐蚀减薄,可缩短检修周期,降低运行成本。

【总页数】7页(P188-194)
【作者】章平衡;龚俊;金建荣;孙坚;张洪;李岱;刘成威;陆海峰;陈国星
【作者单位】嘉兴新嘉爱斯热电有限公司;苏州热工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG172
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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。

高温过热器传热特性及寿命分析摘要：近年来，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现。

过热器内部是高温高压的蒸汽，又布置在烟温较高的区域，工作条件最为恶劣，易造成锅炉爆管；同时锅炉设备实行状态检修需要了解管子蠕变损伤的程度。

因此，分析过热器爆管的原因和蠕变损伤的机理，并对高温部件剩余寿命作出正确的评估，已成为保证火电厂安全运行和提高经济性的关键课题之一。

本文通过研究高温过热器的传热特性，分析了高温过热器爆管的原因，并介绍了高温腐蚀对爆管的影响，而且按工质流程逐个对微元段进行热力计算，掌握高温过热器壁温分布情况，以便于从根本上减少爆管发生率。

同时根据拉——米参数式确定蠕变断裂时间，对过热器剩余寿命进行预测，以延长电厂的检修周期，提高电厂的经济性。

关键词：过热器；爆管；腐蚀；壁温计算；寿命分析Abstract：In recent years, various types of large-capacity thermal power generating units will continue to emerge.Inside the superheater there is steam with high temperature and high pressure, at the same time the superheater is in the region where the flue-gas temperature is higher, so the superheater’s working conditions are most poor, resulting in the explosion of boiler pipes easily.Meanwhile in order to overhaul the boiler equipment on the basis of operating condition,it is necessary to know about the tubes’ creep damage extent. Therefore, the analysis of reasons for superheater explosion and creep damage mechanism ,also to assess the remaining life of high-temperature boiler parts correctly, have become one of the key projects that guarantees safe operation of thermal power plants and improves the economical efficiency.This paper analyzes the reasons for high-temperature superheater blasting via the research on heat transfer characteristics of high-temperature superheater, and puts emphasis on illustrating the effects that high-temperature corrosion have on the superheater explosion.In addition, according to the flow path of work substance,it conducts the thermodynamic calculation of small tube section separately ,grasping the wall temperature distribution of high-temperature superheater, in order to reduce the rate of tube explosion radically. At the same time the creep-rupture time is determined by Larson-Miller Parameter,and the remaining life of superheater can also be predicted ,which will be used to extend the maintenance cycle and improve the economy of thermal power plants.Keywords：Superheater; Tube Explosion; Corrosion; Wall Temperature Calculation; Life Analysis1 引言随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，锅炉蒸汽参数的提高，使得过热器和再热器系统成为大容量锅炉本体设计中必不可少的受热面。

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。