四角切圓燃燒鍋爐再熱器超溫失效分析及改進(jìn)措施

電站系統(tǒng)工程Power角切圓燃燒鍋爐再熱器超溫失效分析及改進(jìn)措施長(zhǎng)沙電力學(xué)院周臻武漢大學(xué)劉勇何亮張韻輝主商要在對(duì)臺(tái)670 1鍋爐再熱器壁溫及煙溫進(jìn)行的工業(yè)性研究基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了該爐熱再入口截面的速度偏差和煙溫偏差形成的機(jī)理。影響因素和對(duì)策，認(rèn)為其根本原因是爐膛出口氣流的殘余旋轉(zhuǎn)。采取措施后解決了爆管問(wèn)。關(guān)鍵詞再熱器；煙溫偏差；煙速偏差；分析事故頻繁發(fā)生，其中高溫對(duì)流受熱面的爆管事故為第大項(xiàng)。大容量鍋爐再熱器因溫度水平高，工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常發(fā)生局部超溫爆管。

　　其事故頻率已占到鍋爐管爆破事故頻率相當(dāng)大的比例，成為影響鍋爐安全運(yùn)行的主要因素，并且隨著舊機(jī)組服役時(shí)間的加長(zhǎng)及大容量高參數(shù)機(jī)組投運(yùn)，還有逐年增加的趨勢(shì)。

　　造成熱再超溫爆管的原因有很多，對(duì)于角切圓方式的鍋爐而言，普遍存在著由于爐膛出口處的氣流殘余旋轉(zhuǎn)造成水平煙道區(qū)域有較大的煙溫及流場(chǎng)偏差。

　　670化鍋爐進(jìn)行空氣動(dòng)力�；�試��(yàn)和再熱器工作特性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，查明爐膛出口處的氣流殘余旋轉(zhuǎn)是造成再熱器周臻，女，1971年生，碩士，助教動(dòng)力系，410077爆管的直接和根本原因。并針對(duì)這些影響因素，提出改進(jìn)措施。

　　1再熱器爆管的根本原因分析該鍋爐為超高壓次中間再熱自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉爐，為型布置。該爐采用直流燃燒器，角布置切圓燃燒方式。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，造成該爐再熱器爆管的原因有爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)造成的速度偏差。由再熱器冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)模化試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該爐熱再入口截面上存在著較大煙氣速度偏差；由結(jié)構(gòu)方面引起的高度方向的速度偏差；由切圓燃燒引起的寬度方向的速度偏差。

　　爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)造成的溫度偏差。由再熱器的熱力特性試驗(yàn)可知，該爐熱再入口截面上存在著較大的煙氣溫度偏差；由于在熱再入口處有旋流存在，使得到達(dá)再熱器各部分的煙氣的流程不樣，因此吸熱量也就不樣。此外，煙氣殘余旋轉(zhuǎn)使得受熱面各部分積灰的程度差別也較大，從而會(huì)改變各部位煙氣走廊造成的溫度偏差。由于熱再前彎頭部位與后墻水冷壁排管斜坡段的垂直距離較大，以致在水平煙道下部形成煙氣走廊，高溫再熱器直接沖刷熱再的前部彎頭，形成再熱器的局部高溫區(qū)。

　　由于以上原因造成熱再入口截面左側(cè)下部靠近煙道中心部位存在高溫區(qū)，試驗(yàn)明在離后墻水冷壁排管400，距左側(cè)墻3 032，7930之間的溫度為891.0，947.7，該部分的管子經(jīng)常發(fā)生爆管。

　　2改善措施由于沿?zé)煹栏鞴艿臏囟群退俣绕�差是由爐膛出口氣流的殘余旋轉(zhuǎn)所引起的，因此降低氣流的殘余旋轉(zhuǎn)是解決問(wèn)的根本途徑。經(jīng)分析研究采用以下措施控制其速度和溫度偏差控制次風(fēng)射流之間動(dòng)壓比。因?yàn)閮晒善叫猩淞髦�間的動(dòng)壓比是湍流混合的動(dòng)力來(lái)源，當(dāng)湍流耗散十分微弱時(shí)，爐膛出口處氣流的殘余旋轉(zhuǎn)就較強(qiáng)=因此，將次風(fēng)和次風(fēng)的動(dòng)壓比控制在1.5，2.0之間，避開(kāi)1.0.

　　燃燒器的改造。采用次風(fēng)反吹技術(shù)8個(gè)噴口反吹角為14=，下傾10，使噴射的次風(fēng)對(duì)爐內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的氣流產(chǎn)生反向度分布。

　　反切氣流與主體正旋氣流間進(jìn)行著強(qiáng)烈的動(dòng)量和質(zhì)量的交換，導(dǎo)致流場(chǎng)中存在著強(qiáng)烈的湍流耗散，從而使主體氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低，就使得爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)減弱。保持反正切風(fēng)提高再熱器管材的等級(jí)。將處在局部高溫區(qū)的再熱器的材料全部或部分換成奧氏體不銹鋼。

　　3改造后再熱器的工作特性試驗(yàn)采用上述技術(shù)措施后進(jìn)行了再熱器工作特性試驗(yàn)，了解其工作特性，為運(yùn)行提供指導(dǎo)。

　　試驗(yàn)內(nèi)容包括習(xí)慣運(yùn)行方式下熱再的性能試驗(yàn)次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)；次風(fēng)配風(fēng)方式不同時(shí)再熱器的性能試驗(yàn)；制粉系統(tǒng)投運(yùn)方式不同時(shí)再熱器的性能試驗(yàn)。

　　200MW，鍋爐按習(xí)慣方式，投運(yùn)234制粉系統(tǒng)。改造后，爐膛下部標(biāo)高000心心處的火焰溫度從改造前的1050，200提高到60，90改造前后熱再煙溫沿寬度和高度方向的溫度分布如下改造前熱再煙溫沿寬度和高度方向的溫度12；改造后熱再煙溫沿寬度和高度方向的溫度344中從左側(cè)至右側(cè)分別為第列至第六列。

　　通過(guò)改造前后的熱再入口煙溫比較可知，再熱器入口截面上左側(cè)下部靠煙道中心部位的高溫區(qū)的溫度，由改造前的891.0，947.70降為720.2，895.8相應(yīng)地，煙溫壁溫及沿寬度和高度方向的偏差都較改造前大為降低。

　　寬度mm +第列第列+第列+第列第列+第六列次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)在原運(yùn)打方式試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為改造氣流爐內(nèi)煤粉著火燃燒工況，進(jìn)行次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)，避免次風(fēng)速過(guò)高6調(diào)整好的次風(fēng)動(dòng)壓維持在500±10，對(duì)應(yīng)的次風(fēng)門開(kāi)度為試驗(yàn)明，改造后左右側(cè)的煙溫偏差大大減小，沿高度方向，第排煙溫測(cè)點(diǎn)從下至上由改造前940，6700的煙溫偏差降至改造后從原工況的895.80降為880.1次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)在次調(diào)整試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合改造前的再熱器熱力特性，進(jìn)行次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)，避免出現(xiàn)上次風(fēng)量過(guò)小，火焰中心過(guò)高。結(jié)果顯，次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)后，爐膛燃燒狀況得到改善，爐膛下部溫度較高，中部溫度分布均勻，上部較原工況有所降低，調(diào)整試驗(yàn)后標(biāo)高為處的煙溫提高到1210，12200；而標(biāo)高為27200處的煙溫由原工況的1460，4801降為1450，改善了熱再的入口煙溫狀況，使得熱再的壁溫值也有較大的降低。