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300MW机组锅炉再热器和水冷壁频繁爆漏原因分析及其对策
发布时间：2013-09-16 08:14 来源：未知
某发电厂1～4号锅炉系HG1025 - 18. 2/540/540型亚临界压力中间再热自然循环汽包炉，设计燃用山西晋中寿阳贫煤。过热器为5级布置：顶棚及包墙管一低温过热器分割屏后屏过热器一高温过热器。再热器为3级布置：壁式再热器一屏式再热器一末级再热器。过热器调温方式为屏式过热器入口和高温过热器人口两级喷水减温，再热器调温为摆动燃烧器（现固定）和壁式再热器人口喷水减温。再热器系统采用1-2 -1分布形式，分左右两路，中间在屏式再热器出口作一次交叉最后混合。屏式再热器布置在炉膛出口后屏过热器之后，由进出口联箱及U形管束组成。材料分别采用TP304、12CrlMoV、12Cr2MoWVTiB。4台锅炉自投入运行以来多次发生再热器、水冷壁爆漏，严重影响了安全稳定运行，造成了巨大的经济损失。
1、再热器爆管的原因分析及对策
1.1再热器爆管的原因分析
1-4号锅炉1998年至2002年间再热器共发生爆管19次，其中由于超温过热氧化引起的爆漏15次，管材缺陷爆漏4次。爆管位置分布在屏式再热器高温区管排外圈B侧1- 15屏，尤以2-6屏最为严重，爆口多在第1根向火侧下弯头处。最长运行周期为3 966 h，最短运行周期不到1个月。2000年1号机组大修和2001年2号机组大修中对再热器取样，发现部分管子金相组织发生球化，球化等级4～5级，表明超温过热是发生爆漏的主要原因。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
在机组300 MW负荷时实测炉膛出口烟温高达1 200℃，据此分析，锅炉运行时炉膛内火焰中心偏高，使得炉膛出口局部烟温高于设计值；水平烟道烟温偏差大，使受热面管壁局部超温，造成这种现象的原因如下：
(1)锅炉采用热风送粉系统，其设计热一次风速为(24～25)m／s，而实际运行中，一次风速约为30 m／s左右。此外，由于二次风不足，造成炉内燃烧工况紊乱，使燃烧器脱火，火焰拉长，火焰中心上移，炉膛出口温度升高。
(2)由于煤粉过粗，燃烧、燃尽速度慢，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，加剧了水平烟道烟温偏差，造成再热器局部超温。
(3)炉膛出口烟气旋流过大和汽轮机高压缸排汽温度高，使得再热器人口汽温高于设计值，从而导致整个再热器各段汽温高于设计值。
1.2防治再热器爆管的对策
(1)严格控制煤粉细度，通过运行调整，使煤粉细度控制在设计范围内。
(2)将三次风燃烧器改为反切，使上部三次风顺时针旋转，抵消一次风逆时针旋转的强度，有效控制炉膛上部的烟气旋流，使水平烟道烟温偏差控制在设计范围内。
(3)提高再热器受热面管材等级，将屏式再热器向火侧第1根管子材料更换为TP304H，且弯头严格按工艺要求进行固熔化处理，第2根更换为T91。运行中曾一度用T91更换TP304H，但效果不佳，且T91管也发生相似的爆漏事故，故在实际运用中将B侧第1到第15屏最外圈管子又更换回TP304H。
(4)根据屏式再热器B侧3-1、5-1频繁发生爆漏的问题，对该两圈管子做了堵管处理，再热器的爆漏得到了明显的控制。
(5)对再热器实施外壁喷涂处理，这样，可减少或防止高硫分烟气对管子材料的高温腐蚀，以及飞灰对管子的磨损或者在管子表面的积灰，以免造成管壁温度的升高。
经过分析和筛选试验，采用NiCr - NiAl复合涂层(涂层代号AGX)对4号炉的再热器进行喷涂处理。经过25 520 h运行后割管取样分析发现，未经喷涂的管子表面有(o．5 --1) mm厚的硬灰壳，基体母材已经产生0.5 mm厚的腐蚀层(图la)；经过AGX涂层处理的管子表面清洁，涂层完整致密，对基体�；ち己�。
2、水冷壁爆漏的原因及解决方法
2.1水冷壁爆漏的原因分析
从1号～4号锅炉在1998年至2003年的爆漏情况以及每次大小修对水冷壁的检查情况统计结果看，高温腐蚀是导致水冷壁发生爆漏的主要原因。高温腐蚀产生的原因主要包括以下几个方面：
(1)燃料中含有较多的硫分。该发电厂人炉煤含硫量一般在1. 2%～2.4%之间。由于来煤的关系，电厂实际运行中煤粉含硫量是不可控制的。
(2)水冷壁管壁温度较高。对于300 MW机组锅炉来讲，由于其压力较高，故水冷壁管子的外壁温度相应也较高。一般估测为450℃，较设计最高温度高出约30℃。
(3)燃烧组织不良。由于空气预热器堵灰和风机出力不足等原因造成燃烧总风量不足，从而使整个燃烧器区域氧量不足，燃烧不完全。另外，由于燃烧系统设计布置不当或配风不合理引起煤粉气流冲刷水冷壁，不仅增强了对管子的磨损，而且使得水冷壁管外壁温度急剧升高，在燃用煤粉含硫量较高时将产生严重的高温腐蚀。
2.2防止水冷壁高温腐蚀的对策
(1)采用水平浓淡风煤粉燃烧器。这种燃烧器的煤粉喷嘴分3个喷口，分别为浓一次风喷口、淡一次风喷口、侧二次风喷口，同时保留了原WR燃烧器的V型钝体。该燃烧系统在同一水平截面上将一次风即煤粉射流分成浓淡两股按一定的夹角送入炉膛，并在淡煤粉射流的外侧还有一股侧二次风射流。这样在同一水平截面上浓一次风喷入炉膛中央向火侧，其旋转方向与总的二次风气流相反，假想切圆较小；淡一次风和侧二次风平行并与总的二次风气流旋转方向相同；淡一次风在里，侧二次风在外，侧二次风喷入切圆最外面的背火侧，其假想切圆基本与总的二次风切圆相同。改型燃烧器设计的主要目的就是形成在炉膛内燃烧器区域水平截面上的分级燃烧，以防止未燃尽的煤粉颗粒贴壁，减少颗粒冲刷水冷壁的可能，并在燃烧器区域的水冷壁附近形成氧化性气氛，防止还原性气氛的出现。
(2)选用电弧喷涂铝基复合涂层（涂层代号LF7）对水冷壁进行喷涂防腐处理。试验表明，LF7涂层耐腐蚀性能优良，施工效率高，成本低，可有效防止水冷壁各种类型的高温腐蚀损伤。自1998年开始，该厂在各次大小修中采用该方法对水冷壁管进行喷涂，最早施工的LF7涂层到目前为止已经运行8年(超过50 000 h)，经检测涂层完好，无脱落、磨损，喷涂区域也未发生因高温腐蚀而引起的爆漏事故。
3、结语
实践证明，通过综合运用文中所述措施，可有效解决锅炉再热器和水冷壁等受热面由于超温、腐蚀、磨损等引起的爆漏问题，大大提高了锅炉安全经济运行水平}锅炉检修、部件更换的成本和频度明显下降，减少了人力物力的消耗，降低了劳动强度，保证了机组的安全稳定运行。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
