0、引 言
锅炉四管（过热器、再热器、省煤器和水冷壁）泄露是造成机组非计划停运的主要因素之一。某300 MW机组配1 025 t/h锅炉，自投产以来，末级再热器（以下简称“末再”）和屏式再热器多次发生超温爆管事故，严重危及机组的正常运行，至机组大修期间，不得不将末再和屏式再热器部分换热管的材质提高，并将燃烧器顶部的二次风及上、下二层三次风改为反切。
为了弄清末再壁温的变化特性，在停炉期间，在末再的炉内和炉外分别安装了若干个温度测点进行实地测量，观察各工况末再壁温的变化，为优化运行方式提供依据。在试验过程中发现：机组负荷和磨煤机组合方式改变等均可能导致再热器管壁温度（以下简称“壁温”）的波动。本文所述的炉内是指锅炉炉膛内部；而炉外则指锅炉炉顶至大罩壳之间的空间，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料，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。
1、设备简介
锅炉系亚临界压力、一次再热、强制循环汽包炉、4台钢球磨（编号分别为A、B、C、D），中间储仓、热风送粉、四角切圆燃烧。设计煤种为晋东南贫煤，可燃基挥发份为14%，燃煤的低位发热量为24.2 MJ/kg。锅炉的主要设计参数如表1所示。
锅炉燃烧器四角布置(炉膛四角的编号分别定义为1、2、3、4)，每一角的燃烧器分16层，自下向上数第3、5、9、11层为一次风，15、16层为二层三次风（也称上、下二层三次风），其余喷口为二次风，各台磨煤机与三次风的对应关系见表2，其中，三次风位置四角的上、下层表示。
末再由68排U型管束组成，顺流布置，管排编号是从B侧向A侧数（沿炉膛深度方向将末再分A、B二侧），每排管包括6根U型管，原设计的管材有3种，若由每排管外圈开始数，第1根管入口段（向火侧）、U型管水平段及出口段下部管材为钢102，管径均为D57×4.5，出口段上部的管材为T91，管径为D57×4；第2根管至第6根管的管径均为D57×4，其入口段、U型管水平段及出口段下部管材为钢102，出口段上部的管材为T91，而末再出口炉外管子的管材为12CrlMoV，管径为D57×4。在运行过程中，由于末再B侧管子经常发生超温爆管事故，在1996年大修时，将末再从B侧数第3排至第22排管束的全部6根管更换为材质为TP347H的管子，为了便于管子与末再出口集箱焊接，在炉外与末再出口集箱连接部位保留一段管材为12CrlMoV、管径为D57×4的管子；将末再从B侧数第23排至第42排管束的最外圈2根管的入口段及U型管的水平段和弯头更换为材质TP347H的管子，出口段保留原设计的钢102与T91接头及T91管段，新换管子的管径均为D57×4；由于再场TP347H的管材有限，从B侧数第43排至第68排管束没有更换材质。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≡�。
2、测点布置及试验内容
2.1测点布置
本次试验共装设了6个炉内壁温测点和16个炉外壁温测点，均安装在末再入口处，另外还在末再入口处安装了1个炉内烟气温度测点，另外锅炉原有22个运行测点。
2.2试验内容
在试验过程中，仅改变机组负荷和磨煤机的组合方式，其它运行参数如再热器进、出口温度和压力、给水温度、省煤器出口氧量和排烟温度等均按习惯工况操作，本文选了以下14个试验工况。
2.2.1 改变磨煤机组合方式试验 机组负荷分别稳定在230 MW、260 MW和280 MW左右，磨煤机的组合方式分别为A、B、C、D，B、C、D，A、C、D，A、B、D和A、B、C。
2.2.2稳定负荷试验在不同磨煤机组合时，机组负荷分别稳定在230 MW、260 MW和280 MW左右。
3、试验结果及其分析
3.1改变磨煤机组合方式试验
图1、图2和图3为机组负荷230 MW，磨煤机组合方式分别为A、B、C、D，B、C、D，A、C、D，A、B、D和A、B、C时，末再炉内、炉内壁温和运行测点测得的壁温值。
图4、图5和图6为机组负荷260 MW，磨煤机组合方式分别为A、B、C、D，B、C、D，A、C、D，A、B、D和A、B、C时，末再炉内、炉外壁温和运行测点测得的壁温值。
图7为机组负荷280 MW，磨煤机组合方式分别为A、B、C、D，B、C、D，A、C、D，A、B、D和A、B、C时，末再运行测点测得的壁温值。
从图1至图7可见：末再的炉内、炉外和运行测点的温度变化趋势一致，由此也说明了试验测点和运行测点的可靠性。
从中还可以发现：当机组负荷保持不变时，若改变磨煤机组合，末再管子的壁温有所变化，主要表现为下列2种情况：
①当磨煤机的组合方式改变时，每根受热管的壁温有较大的波动。
当磨煤机的组合方式改变时，末再每根受热管的壁温有较大的波动，图8、图9和图10列出了磨煤机的组合方式改变时，相应受热管的炉内、炉外和运行测点的壁温差。
从图8至图10可见：当磨煤机组合方式改变时，尤其是低负荷(230 MW)，壁温有较大的波动，此时I8 -1在不同磨煤机组合时温度相差达130℃，04 -1和08 -1的波动值均达到97℃，T4 -1和T8 -1的波动值也均达到93℃，因此，在低负荷时，磨煤机组合方式对末再壁温具有较大的影响，而高负荷时的影响不大，由运行测点测得的最大壁温的波动值为28℃，出现在运行测点T2 -1处。
②磨煤机组合方式不同，同屏管子的壁温热偏差亦有所差异，在某些磨煤机组合时（如A、C、D磨），同排管子的壁温热偏差较大。
表5和表6列出了机组负荷分别为230 MW和260 MW，磨煤机组合方式改变时，末再同屏受热管的炉内、炉外和运行测点壁温的最大热偏差。表5末再同屏受热管的炉内、炉外和运行测点测得的最
当磨煤机组合方式分别为A、B、C、D，B、C、D，A、C、D和A、B、C时，同屏受热管运行测点壁温的最大热偏差分别为77℃、52℃、70℃和66℃。
当磨煤机组合方式为A、C、D时，受热管的最大热偏差最大，特别是机组负荷为230 MW时，炉外壁温的最大热偏差高达164℃，与此对应运行测点的最大热偏差也高达156℃，而机组负荷为260 MW时，炉外壁温的最大热偏差高达118℃，与此对应运行测点的最大热偏差也高达119℃，而磨煤机组合方式为A、B、C、D时，受热管的最大热偏差相对较小，机组负荷为230 MW时，炉外壁温的最大热偏差为82℃，与此对应运行测点的最大热偏差为81℃，而机组负荷为260 MW时，炉外壁温的最大热偏差为61℃，与此对应运行测点的最大热偏差为59℃。
与此同时，随着机组负荷的升高，末再的管屏之间热偏差和受热管的壁温波动也趋于减小，当机组负荷为280 MW时，在不同磨煤机组合时运行测点的最大热偏差仅77℃。
为了便于从多角度分析该问题，试验过程中同时测量了各工况的末再入口烟温如表7所示。
锅炉中间储仓、热风送粉四角切圆燃烧方式，在炉膛出口很容易发生烟温偏斜现象，而末再恰好布置于折烟角的上方，其次，磨煤机的投运方式与上二层三次风的的投运密切相关。因此，磨煤机的投运方式必然影响末再的壁温，从表7可见：当磨煤机组合方式为A、C、D时（工况3），末再人口的烟温并不高( 764℃)，但末再壁温的热偏差却较大，从表2可见停B磨即停炉膛2、4号角上层三次风，而且工况3停用了7号给粉机，如表3所示，即停用了炉膛3号角第5层一次风，因而在水平烟道产生烟温偏斜，沿炉宽方向（末再第1排管到第68排管）末再壁温有上升的趋势，末再的A侧壁温偏高，而工况8由于给粉机全投，因此末再壁温沿水平烟道方向分布为中间高两侧低�？杉诼�1号角给粉机全投的情况下，避免同时停用炉膛3号角的多台给粉机。
由图1至图7可见：当磨煤机的投运方式为A、B、C、D时，受热管的热偏差较小，而且壁温相对较低，因此，本文推荐磨煤机的投运方式为A、B.C.D。
3.2稳定负荷试验
从前面的试验数据看，随着机组负荷的增加，末再的管壁温度和入口烟温均有增加的趋势，但不明显。但是，机组负荷较低时，若磨煤机的组合方式改变，末再管子的壁温变化和同屏之间的热偏差均比较大；而机组负荷较高时，末再管子的壁温变化和同屏之间的热偏差均相对较小，说明锅炉的负荷调节性能有待于改善。因此，在低负荷运行时，建议磨煤机的投运方式为A、B、C、D，并密切注意末再壁温的变化，防止末再超温运行。
4、末再壁温安全性的讨论
根据美国ASME标准以及我国GB9222 - 88标准进行强度计算，由管内工质压力、管子外径及壁厚和材料的许用应力等可以计算受热管壁厚中间点的最高允许温度，同时考虑一定的裕度，可以近似认为管壁中间点的最高允许温度为管子外壁的最高允许温度；另外材料本身的抗氧化能力也影响管子外壁的最高允许温度，在工程上常取二者较低值作为管子外壁的最高允许温度。经过分析计算，对于末再D57×4的管子（注：D57×4.5的管子由于管壁较厚，最高允许温度相对较高），下列材料的管子外壁的最高允许温度见表8。
由图1至图6可以大致估计末再的炉内和炉外壁温差，当机组负荷为230 MW时，末再的炉内、炉外壁温差约为78℃；当机组负荷为260 MW时，末再的炉内、炉外壁温差约为62℃。
由于本炉末再出口的炉外管子的二侧均保留有管材为12CrlMoV的管段，其最高允许温度为580℃，在试验过程中，在某些工况的炉外温度已超过580℃，存在明显超温现象。当炉外温度为580℃时，则在机组负荷为230 MW时，炉内温度大致为：580+ 78：658℃，在机组负荷为260 MW及280 MW时，炉内温度大致为：580+62：642℃。对于材质为TP 374 H的管子，其最高允许温度为701℃，不存在超温现象；对于材质为钢102的管子，其最高允许温度为600℃，存在严重超温现象，如有条件，建议将末再的其它各排管屏的第1、2根管子的材质更换为TP 347 H。
此外，在试验过程中，运行测点和试验过程中安装的炉外测点记录的温度基本相同，略有差异是由于记录时间的差异，说明运行监视用的运行测点和本次试验安装的炉外测点是准确可靠的。
5、结 论
试验发现：机组负荷和磨煤机组合方式对末再的壁温均有显著的影响，在运行过程应该密切监视末再的壁温变化，以便适时采用措施，避免末再超温运行。
5.1 试验安装的末再的炉内、炉外试验测点与运行测点的变化趋势基本一致，并且一一对应，说明运行测点和试验期间安装的测点均准确可靠，可用于试验分析和运行监视。
5.2当磨煤机的组合方式改变时，每根受热管的壁温也有较大的差异，同屏管子的壁温热偏差亦有所不同，在某些磨煤机组合时（如A、C、D磨），同排管子的壁温热偏差较大，特别是机组负荷为230 MW时，应该尽量避免投运A、C、D磨。当磨煤机的投运方式为A、B、C、D时，受热管的热偏差较小，而且壁温相对较低，因此，本文推荐磨煤机的投运方式为A、B、C、D。
5.3随着机组负荷的增加，末再的管壁温度和入口烟温均有增加的趋势，但不明显。当机组负荷较低时，若磨煤机的组合方式改变，末再管子的壁温变化和同屏之间的热偏差均比较大；而且机组负荷较高时，末再管子的壁温变化和同屏之间的热偏差均相对较小。在低负荷时，要注意选择适当的磨煤机组合，保证运行测点的温度不超过580℃。
5.4为了防止烟温偏斜，在炉膛1号角给粉机全投的情况下，避免同时停用炉膛3号角的多台给粉机。
5.5在某些工况，材质为钢102的管子存在严重超温现象，如有条件，建议将末再的其它各排管屏的第1、2根管子的材质更换为TP 347 H。
5.6第57排管屏的第1根管子的壁温明显偏高，怀疑该管内有焊瘤或其它异物堵塞，致使该管蒸汽流量偏小，管壁温度偏高。建议在停炉检修期间检查该管，当需要部分更换该管时，应进行通球试验，确保该管无异物堵塞。
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