高温过热器前烟温偏差大的原因、危害及预防措施

高温过热器前烟温偏差大的原因、危害及预防措施
宋震;欧春保
【摘要】通过对锅炉过热器前甲乙侧烟温偏差的原因进行分析、总结,得出#1炉甲乙侧烟温偏差的主要原因是由于锅炉采用四角切圆燃烧方式,炉膛出口处存在残余旋转动能;且火焰中心偏高；一、二次风冷、热态存在偏差；另外与设备也有一定的关系.提出了解决过热器前甲乙侧烟温偏差的办法.
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2012(019)002
【总页数】1页(P57)
【关键词】甲乙侧烟温偏差;原因;危害;预防措施
【作者】宋震;欧春保
【作者单位】南阳市锅炉压力容器检验所,河南南阳 473000;南阳热电有限责任公司,河南南阳473000
【正文语种】中文
1 概述
蒲山电厂现有两台125MW机组配有两台420T／H自然循环锅炉。

锅炉型号为SG-420/13.7—M418A型，该锅炉为超高压参数、中间再热、自然循环炉，单炉膛∏型，露天布置，混凝土悬吊结构。

设计煤种为平顶山烟煤，制粉系统为中间储仓式乏气送粉配低速球磨机，采用四角切圆、悬浮燃烧方式。

锅炉正常运行中甲、
乙侧烟道始终存在烟温偏差的现象，其中以高温过热器前烟温偏差最明显。

另外，经过现场察看和抄表统计，以#1号炉高过前烟温偏差较为明显，#2炉高过前烟温差一般在20℃～30℃，且大部分时间是甲侧烟温高于乙侧，#1号炉高过前烟温偏差一般在80℃～100℃，有时超过120℃甚至更高一些，大部分时间烟温偏差是乙侧高于甲侧。

而根据运行规程规定炉膛出口及烟道两侧烟温偏差不得超过50℃。

2 危害
高过前烟温出现较大偏差，将造成以下危害：
1）在过热器的运行中，每根管子的蒸汽焓增各不相同，出现过热器热偏差。

在锅炉中，过热器是工作条件最差的受热面，一方面它内部的工质温度高；另一方面它布置在烟气温度较高的区域，使其管壁温度比较高。

尽管高温过热器都采用了合金钢材，但其实际工作温度与该种钢材允许的最高温度相差不大，如果运行中出现热偏差，偏差管子的壁温有可能超过金属的允许工作温度而引起过热，这样会使管子蠕胀速度加快，甚至引起某些管子爆管。

2）易发生因单侧烟温升高而引起的过热器结焦事故，严重时过热器处出现堆渣或堵塞过热器之间的空隙，炉膛负压无法维持，锅炉降出力运行，甚至发生尾部烟道二次再燃烧，过热器、水冷壁爆管事故。

3 原因分析
针对以上现象，经过认真的数据分析、讨论、求证，我们认为烟温存在偏差的原因有以下几个方面的因素：
1）公司锅炉采用四角切圆燃烧方式，煤粉进入炉膛后呈逆时针旋转向上燃烧，火焰逆时针旋转向上运行时旋转动能不停地衰减，但是到炉膛出口处依然存在残余旋转动能，这就造成炉膛出口处乙侧烟温、烟速均高于甲侧。

2）烟温偏差主要出在高负荷下，当负荷高于100 MW后，负荷越高，烟温偏差
越大，由于煤质的影响，高负荷下普遍存在主汽温度偏高的现象，特别是上层#12给粉机在低负荷下经常停运，高负荷启动后，甲、乙侧烟温偏差明显增大。

3）冷态调平的假想切圆中心与热态火焰中心存在较大差别。

依据试验院提供的锅炉冷态空气动力场试验报告，冷态一、二次风调平的数据与实际运行存在较大差别。

在实际运行中，二次风依据负荷经常调整开度，一次风门开度根据实际运行当中喷燃器出口来粉及着火情况做相应调整，与冷态调平的参数不同。

这些都将影响火焰中心位置，使火焰中心偏斜，使炉膛出口处烟温出现偏差。

4）对于容量、型号及喷燃器设计完全相同，运行方式、入炉燃料、配风方式基本相同的锅炉，燃烧特性存在较大差异时，往往与喷燃器安装角度有很大关系，喷燃器喷口角度偏差对假想切圆直径影响很大，按几何比计算，假想切圆直径的变化值是喷口偏移值的数十倍，热态切圆直径数百倍，即使不大的偏差也会带来较大的燃烧问题。

对于大型四角燃烧锅炉，实际运行中热态切圆直径可膨胀到冷态假想切圆的7～8倍，因此喷燃器的水平安装角度对锅炉燃烧有较大的影响，最终将造成锅炉偏烧、结焦、烟温偏差大等问题。

5）烟道内受热面支撑件长期在高温环境下运行，存在变形、烧坏的现象，将造成受热面各管子间距及管排间距发生变化，从而形成烟气走廊，造成甲、乙侧烟道产生烟温偏差。

4 预防措施
针对以上产生烟温偏差的原因，可采取以下途径加以解决：
1）在锅炉检修期间对二次风校正，特别是对#3、4角烧损的顶层消旋二次风进行修复，在中高负荷时对降低乙侧烟温偏差效果显著。

2）在运行中对一次风速进行调平，由于在线一次风速表波动较大，无法为运行人员提供可靠的监视手段。

通过一次风管风阻实验，逐一启、停给粉机，测算断、来粉时间，以判断各个一次风管风阻情况，以确定各角适宜的一次风速。

在一次风管
直管段加装由省试验院测算好的靠背管配U型水管，直接观察一次风差压，逐一对全部12只一次速调平。

3）锅炉在检修时应检查水平烟道受热面支撑是否完好，损坏的及时更换，校对管子间、管排间的间距是否符合规定，同时要消除炉膛漏风。

4）锅炉喷燃器检修更换后应按规定进行冷态切圆实测，以消除安装误差。

5 结语
通过实践，采用以上方法，运行人员进行锅炉燃烧调整时，基本上可以将烟温偏差控制在正常范围内，保证了锅炉设备的安全、可靠运行。

【相关文献】
[1] 樊泉桂，阎维平.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2004.。