600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策
水冷壁600MW超临界锅炉水冷壁爆管原因分析及对策
该 机 组 从 2011 年 11 月 18 日 启 动 以 来 ,共 发 生 4 次 水 冷 壁 爆 管 事 故 ,具 体 情 况 介 绍 如 下 。
a.2011年 12 月 5 日 19 时 30 分,机 组 在 390 MW 负荷运行,后墙垂 直 段 水 冷 壁 左 侧 墙 管 子 在 标 高51 m 处 发 生 泄 露,爆 管 有 明 显 的 蠕 胀、鼓 包 现 象,爆 口 较 小,且 周 围 壁 厚 明 显 减 薄,爆 口 附 近 第 191 根 管 子 有 一 定 程 度 的 吹 损 。
c.2011 年 12 月 20 日 13 时 09 分,机 组 600
收 稿 日 期 :2012-12-17 作 者 简 介 :陈 文 秦 (1970- ),男 ,高 级 工 程 师 ,主 要 从 事 电 力 企 业 生 产 和 经 营 管 理 工 作 。
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Vol.32No.2 河北电力技术 第32卷 第2期
d.2012 年 4 月 7 日,锅 炉 水 冷 壁 再 次 发 生 泄 漏。现场检查发现3个区域有泄漏点,分别位于 E5 燃 烧 器 左 上 角 、F3 燃 烧 器 右 下 角 和 左 侧 垂 直 水 冷 壁 (折 焰 角 下 方 )。
3 水 冷 壁 爆 管 原 因 分 析
a.管内异 物 堵 塞。 机 组 前 三 次 爆 管 均 发 生 在 后墙垂直水冷壁标高 51 m 区域,且有较大爆 口,爆 口 附 近 壁 厚 有 减 薄 ,周 围 无 氧 化 皮 ,除 爆 口 外 其 它 部 位无明显鼓包现象,局 部 管 段 发 生 明 显 超 温 过 热 且 有 胀 粗 ,初 步 判 断 个 别 水 冷 壁 管 有 异 物 堵 塞 ,经 对 前 墙 垂 直 水 冷 壁 左 侧 墙 起 第 175 至 第 238 根 间 的 共 计 20根管子进 行 了 内 窥 镜 抽 查,均 未 发 现 异 常;对 后 墙垂直水冷壁共 计 385 根 管 子 进 行 内 窥 镜 检 查,发 现左侧墙起 第 22 根、33 根、81 根、187 根、226 根 管 子在后墙水冷壁垂直段至中间联箱第1个弯头处发 现 有 异 物 堵 满 ,发 现 左 侧 墙 起 第 41、193、196、295 根 管子在后墙水冷壁垂直段至中间联箱第1个弯头处 有部分异物堵塞。
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理摘要:介绍了某600MW超临界锅炉高温腐蚀状况,通过增加锅炉水冷壁贴壁风,通过燃烧试验结果以及锅炉冷热态试验分析得出水冷壁侧墙壁面强还原性氛围得到有效控制,达到降低锅炉水冷壁高温腐蚀目的。
关键词:超临界锅炉;水冷壁;高温腐蚀;燃烧器一、概述某电厂600MW超临界锅炉存在严重的水冷壁高温腐蚀问题。
2012年7月份,委托西安热工院对#1、2炉进行燃烧调整试验,发现两侧墙水冷壁煤粉气流刷墙情况严重,贴壁呈现强还原性气氛,摸底工况下燃烧器至燃烬风区域侧墙含氧量均小于0.3%,CO含量大于10000ppm,H2S含量大于1200 ppm,NOx排放量小于300 mg/Nm3。
比对同为前后墙对冲燃烧方式的电厂,燃烧系统使用三井巴布科克LNASB燃烧器,多年运行均未出现水冷壁高温腐蚀问题。
其燃烧器结构与HT-NR3燃烧器相比,二次风和中心风的通流面积很大,燃烧器区域燃烧较充分,缺氧脱氮深度不及东方日立HT-NR3燃烧器。
该厂的NOx排放量大于500 mg/Nm3,但是通过调整二次风挡板开度,NOx的排放量可控制不超过450 mg/Nm3。
鉴于通过运行调节无法降低水冷壁贴壁还原性气氛,需要采取其他措施控制解决。
二、燃烧调整情况介绍#1锅炉入炉煤质年度平均含硫量为0.6%,在锅炉水冷壁高温腐蚀专项调整试验中,主要针对还原性气氛和煤粉气流刷墙进行,试验中以还原性气体H2S和CO、壁面附近氧浓度、贴壁面煤粉量为参考指标。
(1)摸底工况,在两侧墙高温腐蚀最严重区域共装设15个测点(即中层燃烧器标高至炉膛下层吹灰器标高),测试表明两侧墙贴壁氧量均在0.1%~0.3%,CO和H2S浓度较大,大部分已经超过仪器仪表量程(CO 和H2S量程上限分别为10000ppm和1203ppm),且抽出气体中含有大量煤粉,两侧墙煤粉气流刷墙严重,NOx排放量为217mg/Nm3。
(2)外二次风旋流调整试验,在运行氧量不变前提下外二次风开度为100%/50%/30%/30%/50%/100%。
东锅600MW超临界W火焰锅炉水冷壁热偏差及控制措施
燃、 难燃尽等问题 , 采用前后拱上布置燃烧器, 使火焰 下 冲后 折返 向上形 成 “ w” 形 的燃 烧方式 , 该 燃烧 方式
增加 了火焰行程 , 延 长 了煤粉 颗粒在 炉膛 内 的停 留时
间, 提 高了锅炉燃烧 效率 。锅 炉型式 采用一 次 中间再 热、 单 炉膛 、 平衡通 风 、 W 型火焰燃烧 、 固态排渣 、 尾部 双烟 道结构 、 露 天岛式布置 、 全钢构 架 、 全 悬 吊结 构 的
2 1 3 T 1 2 ; 上 炉膛 采用 全焊 接膜 式光 管水冷 壁 , 管子
规 格为 3 1 . 8×7 a r m, 材质为 1 2 C r l Mo V G 。在 上 下
水冷 壁 鳍片 拉裂 、 水冷 壁 管拉 裂等 异常 现象 , 最终 导
致机 组 非计 划停 运 。因此 , 为确 保机 组长 周期 安全 、 稳定 运 行 , 应 首 先解决 水 冷壁 热偏 差 问题 。
每 台炉 配备 6台双进 双 出钢球 磨 煤 机 , 每 台磨 煤 机带 4个 煤 粉燃 烧 器 , 共2 4只 煤粉 燃 烧 器 , 前后
墙各 1 2只 , 2 4只煤 粉 燃 烧 器 顺 列 交 错 布 置在 锅 炉
非 常复 杂 , 并 且 局部 扁钢 将大 大超 宽 , 在 实 际运行 中 扁 钢 的鳍 片温度 不 能 得 到 有 效 的控 制 , 影 响锅 炉 安
由于 w 火焰 锅 炉 的燃 烧 器 必 须 布 置 在 前 后 墙
拱上 , 炉膛 分为 上 、 下 炉 膛且 截 面不 同 , 如 果 采 用 螺 旋 管 圈水冷 壁 , 管子 在理 论上 可 以盘绕 出来 , 结 构将
c o a l mi l l a n d b u 1 2期
关于600MW超临界机组锅炉运行中水冷壁超温原因分析及对策
关于600MW超临界机组锅炉运行中水冷壁超温原因分析及对策作者:冯磊来源:《中国科技博览》2017年第27期[摘要]介绍某电厂锅炉低负荷垂直水冷壁易出现超温问题进行分析,并针对特定的工况下出现的水冷壁超温问题,结合运行调整过程中的有利控制措施,进行控制方法的阐述。
[关键词]锅炉、水冷壁、超温、过热度中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)27-0112-02引言:600MW超临界直流锅炉容量大,蒸发受热面面积大,布置复杂,热负荷高。
热负荷的不均匀性极易引起管壁超温,为了保证一定的质量流速,水冷壁内径选的较小,因此垂直管水冷壁对壁温异常较为敏感,一旦发生壁温异常可能导致水冷壁内工质的物理特性发生剧烈变化,进而产生流量偏差和吸热特性变化,严重时直接导致水冷壁管超温,严重危及锅炉安全运行。
影响垂直管水冷壁超温的因素较多,本文针对鸿山热电厂的实际运行状况,全面分析这些导致水冷壁超温的原因并提出了有效解决措施,对同类机组的运行具有很强的指导意义。
1.设备概况锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
型号为:HG-1962/25.4-YM3。
锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧,前后墙各布置3层三井巴布科克公司生产的低NOX轴向旋流燃烧器(LNASB),每层各有5只,共30只。
在最上层煤粉燃烧器上方,前后及两侧墙各布置1层燃烬风口,其中前后墙各布置5只,两侧墙各布置3只,共16只燃烬风口。
用来补充燃烧后期需要的空气,同时实现分级燃烧,降低炉内平均温度,减少NOx的生成。
2.现象描述600MW超临界直流锅炉容量大、蒸发量,高负荷工况下很少出现水冷壁超温问题,水冷壁超温现象主要集中在低负荷阶段,对此本文主要结合低负荷工况下出现的热力不均或水力不均导致的水冷壁超温问题进行分析。
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究陈飞
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究陈飞发布时间:2023-06-30T08:23:17.750Z 来源:《中国电业与能源》2023年8期作者:陈飞[导读] 本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象,针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题,提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。
在机组运行过程中,通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法,有效控制了水冷壁的壁温,解决了结焦、磨损等问题。
贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司贵州遵义 563000摘要:本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象,针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题,提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。
在机组运行过程中,通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法,有效控制了水冷壁的壁温,解决了结焦、磨损等问题。
关键词:超临界W型火焰直流锅炉;水冷壁壁温;结焦;磨损目前国内超临界火焰直流锅炉的水冷壁布局采用低质量流量垂直管设计,水冷壁分为上水冷壁和下水冷壁,两者之间的过渡配有水冷壁中间混合收集器,也就是说,在壁炉下方具有垂直上升的内螺纹管的水冷壁入口歧管中,在L冷却壁的中间混合物歧管中,该垂直优化的阴管具有低质量流量设计,允许W型超临界火焰直流锅炉具有良好的正常流体动力反应特性,其给水流量随着热负荷的增加而增加,这允许管壁的良好冷却,反之亦然。
理论上,该系统可以依靠其自身的自补偿特性来平衡出口温差,减少相同水冷壁流的端壁温差,但在实际操作中发现,低质量流量设计的正常反应特性在任何时候都没有表现出良好的后续性能。
当负载的工作条件发生根本性变化时,正常反应特性具有一定的滞后,使得部分高热负载从管壁温度迅速增加,管壁与相邻或低温区域的温差增加,导致水冷壁过热。
1超临界机组锅炉及燃烧设备简介1.1超临界机组锅炉超临界机组锅炉采用北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的燃煤锅炉,该锅炉出口(脱硝机组前)NOx排放浓度≤700 mg/Nm3的高级同步脱硫和脱硝机组。
600mW超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及防范措施
600mW超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及防范措施摘要田集电厂600mW机组锅炉水冷壁爆管接连爆管两次,且爆管位置均在同一个位置。
本文对爆管原因进行了分析,并提出了相应的防范措施。
关键词爆管;原因;分析;防范措施1 锅炉设备概况田集发电厂一期工程锅炉是由上海锅炉厂有限公司制造的超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉,单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式,平衡通风、固态排渣、露天布置燃煤锅炉、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
型号为SG1913/25.4-M967。
炉膛下部水冷壁(包括冷灰斗水冷壁)采用螺旋围绕膜式管圈,从水冷壁进口到折焰角水冷壁下标高49 684mm处。
螺旋段水冷壁由326根φ38.1mm的管子组成,节距为54mm。
螺旋段水冷壁通过水冷壁过渡段及中间混合集箱实现垂直段与螺旋段管屏的过渡,由一根螺旋管分成四根垂直管。
螺旋管圈高度为41.07m,由326根管子以倾角13.9498°右旋螺旋而成,螺旋管圈为1.61圈。
2 事故经过事故发生时负荷600mW,主汽压力24.1MPa,主/再热汽温563℃/564℃,A、B、C、D、E、F六台磨煤机运行。
13:00′左右,机组补水量、引风机电流突然上升,并且炉管泄漏仪第1、2、6点报警,同时就地检查前墙水冷壁中间30m处有明显泄漏声,立即申请停炉。
进入炉内检查,发现前墙螺旋水冷壁#7管屏下数第6根管子炉膛中心处,标高约30.8m处有一爆口,爆口附近有轴向裂纹,爆口两端有涨粗现象(两端各有约6m长度范围),相邻的上下两根管子没有异常。
对这根管子存在缺陷的部分全部进行切割,分三段更换新管后机组重新启动。
机组并网3个小时后,负荷240mW左右时炉管泄漏仪第1、2点报警,就地检查前墙螺旋段同样区域有泄漏声,立即停炉。
进入炉膛检查,发现漏点位置在上次新换管子上,且在上次爆口位置的上游约800mm处,本次爆口两端约3m长度范围依旧有涨粗现象。
在泄漏处采用灌热水的方法对这一根螺旋水冷壁管子进行检查,充水后在#2角燃烧器下方发现这根管子有一个直径约6mm豆粒状漏点。
600MW超临界锅炉低负荷防水冷壁超温控制策略
600MW超临界锅炉低负荷防水冷壁超温控制策略摘要:受新能源对电网的影响,火电机组深度调峰任务日渐加重,机组在中低负荷段运行时间增多,且AGC负荷指令和网频波动频繁。
受这些因素影响,机组运行中的一些问题逐渐显露。
锅炉燃烧中磨煤机运行台数少、给水流量低,锅炉受热面和汽水品质反应灵敏,极易发生参数超限,尤其是锅炉受热面管壁在煤量突增而水量不足时,炉管壁温度上升速度快,超过允许值,长期运行极易造成炉管因金属疲劳、高温腐蚀而发生泄漏。
通过对运行参数的分析,查找运行规律,对协调控制中的给水控制回路进行优化和参数调整。
解决这一问题,使得低负荷波动时既能满足煤水比的匹配,又能抑制水冷壁管温度超限,提高锅炉运行的安全性。
关键词:深度调峰;锅炉受热面;壁温超限;控制优化0引言某电厂2×600MW超临界机组,锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的变压直流炉、一次中间再热,采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊Π型结构。
配置6台直吹式中速磨煤机,下层两台磨为等离子点火,燃油系统在后期被取消,配置两台汽动给水泵调整给水流量。
随着国内新能源的大力发展,新能源在电网中的占比快速增长,但新能源受气候条件影响,负荷不稳定,火电机组承担了更多的调峰任务,且在中低负荷段运行时间较多[1]。
在AGC负荷指令和网频波动下,机组工况变化频繁,有时甚至处于振荡,这对机组系统和自动控制形成了严峻的考验[2]。
在50%(300MW)负荷左右,水冷壁温度波动大且易超温,运行人员调整中又造成主汽温度过低情况。
通过对运行参数和调整过程进行分析,找出关键问题,从自动控制策略制定方案并实施解决。
1锅炉水冷壁超温现象分析在50%~60%负荷工况时,选择4台磨煤机运行,下层两台,中上层各一台的磨组运行方式,部分燃煤为低灰熔点煤种。
在AGC负荷指令波动频繁时,水冷壁温度上升较快,易超温。
一般采取降低中间点温度的调整方式,但在煤量降低且煤质变化时,又可能造成汽温快速突降问题。
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨发布时间:2022-08-19T08:35:58.800Z 来源:《当代电力文化》2022年8期作者:曾雨滔[导读] :600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中,水冷壁容易出现超温的现象,严重时会导致水冷壁泄漏,曾雨滔深能合和电力(河源)有限公司 517000摘要:600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中,水冷壁容易出现超温的现象,严重时会导致水冷壁泄漏,对整个锅炉的正常运行带来不利影响。
参考600MW超临界机组锅炉水冷壁的运行要求,以及水冷壁在运行过程中超温现象产生的原因,在治理过程中应按照锅炉水冷壁运行的要求,分析水冷壁超温的影响因素以及诱发的原因制定合理的应对策略,确保水冷壁超温现象得到有效治理,保证锅炉水冷壁能够实现温度可控,达到正常运行的标准,消除水冷壁超温泄漏的风险。
关键词:超临界机组;锅炉水冷壁;超温;原因分析;对策引言对于锅炉水冷壁超温现象而言,一旦出现超温情况容易导致水冷壁泄漏,其中超温主要分为螺旋水冷壁超温和垂直水冷壁超温,这两种水冷壁超温之后都容易出现泄露,导致锅炉无法正常工作,增加了锅炉运行的风险,使锅炉在运行过程中难以达到运行要求,不利于锅炉正常运行,使锅炉在运行过程中失控。
因此,制定合理的锅炉运行方案,掌握锅炉水冷地泄漏的原因并予以有效治理,对当前锅炉的正常运行以及600MW超临界机组的有效管控具有重要影响。
在实际控制过程中需要根据锅炉水冷壁的具体情况和水冷壁超温的具体原因做好治理。
一、锅炉水冷壁超温泄露现象(一)螺旋水冷壁超温锅炉水冷壁中螺旋水冷壁作为重要的水冷壁形式,在运行过程中容易出现超温的现象,并且超温控制难度大,一旦出现异常超温会引发螺旋水冷壁破裂造成泄露事故,对整个水冷壁的正常运行带来不利影响。
螺旋水冷壁超温主要是指水冷壁管子间出现热偏差,水冷壁受热不均匀,水冷壁在热偏差的影响下某些部位出现热变形,导致水冷壁在运行过程中因变形发生泄露,对整个水冷壁的正常运行带来不利影响,同时也影响水冷低的工作状态。
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理摘要:介绍了某600MW超临界锅炉高温腐蚀状况,通过增加锅炉水冷壁贴壁风,通过燃烧试验结果以及锅炉冷热态试验分析得出水冷壁侧墙壁面强还原性氛围得到有效控制,达到降低锅炉水冷壁高温腐蚀目的。
关键词:超临界锅炉;水冷壁;高温腐蚀;燃烧器一、概述某电厂600MW超临界锅炉存在严重的水冷壁高温腐蚀问题。
2012年7月份,委托西安热工院对#1、2炉进行燃烧调整试验,发现两侧墙水冷壁煤粉气流刷墙情况严重,贴壁呈现强还原性气氛,摸底工况下燃烧器至燃烬风区域侧墙含氧量均小于0.3%,CO含量大于10000ppm,H2S含量大于1200 ppm,NOx排放量小于300 mg/Nm3。
比对同为前后墙对冲燃烧方式的电厂,燃烧系统使用三井巴布科克LNASB燃烧器,多年运行均未出现水冷壁高温腐蚀问题。
其燃烧器结构与HT-NR3燃烧器相比,二次风和中心风的通流面积很大,燃烧器区域燃烧较充分,缺氧脱氮深度不及东方日立HT-NR3燃烧器。
该厂的NOx排放量大于500 mg/Nm3,但是通过调整二次风挡板开度,NOx的排放量可控制不超过450 mg/Nm3。
鉴于通过运行调节无法降低水冷壁贴壁还原性气氛,需要采取其他措施控制解决。
二、燃烧调整情况介绍#1锅炉入炉煤质年度平均含硫量为0.6%,在锅炉水冷壁高温腐蚀专项调整试验中,主要针对还原性气氛和煤粉气流刷墙进行,试验中以还原性气体H2S和CO、壁面附近氧浓度、贴壁面煤粉量为参考指标。
(1)摸底工况,在两侧墙高温腐蚀最严重区域共装设15个测点(即中层燃烧器标高至炉膛下层吹灰器标高),测试表明两侧墙贴壁氧量均在0.1%~0.3%,CO和H2S浓度较大,大部分已经超过仪器仪表量程(CO 和H2S量程上限分别为10000ppm和1203ppm),且抽出气体中含有大量煤粉,两侧墙煤粉气流刷墙严重,NOx排放量为217mg/Nm3。
(2)外二次风旋流调整试验,在运行氧量不变前提下外二次风开度为100%/50%/30%/30%/50%/100%。
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温 差控制研究
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究摘要:本文结合600MW超临界W型火焰直流锅炉运行中,引起水冷壁壁温差的原因,对如何控制水冷壁壁温差展开研究。
同时对工质焓增、工质出口温度、水冷壁及锅炉运行调整等措施在水冷壁壁温差控制中的实践价值进行简单阐述,借此明确W型火焰直流锅炉在超临界状态中,其水冷壁壁温差控制的要点。
关键词:600MW;W型火焰直流;锅炉;水冷壁壁;温差引言水冷壁是锅炉结构设计中的重要组分,其温差控制关系着锅炉生产作业质量与效率。
为有效指导锅炉水冷壁壁温差控制,本文以600MW超临界W型火焰直流锅炉为例,对该类锅炉内水冷壁壁温差控制思路做出探讨,希望给予相关从业者建议与参考。
一、引起水冷壁壁温差的原因600MW超临界W型火焰直流锅炉,其在内部结构中水冷壁的布设模式通常为低质量、低流速的垂直管道设计。
但在该类锅炉运行期间,由于水冷壁内管壁流速设计后,正态反应特征限制着壁管的跟随性能,所以在锅炉负荷较大时,水冷壁管壁反应特性会呈现出固化、滞后的情况,导致管壁在高负荷温度下与相邻、周边低温环境产生较大温度偏差[1]。
结合锅炉动力特征,造成水冷壁温差的原因可从以下内容体现。
首先,锅炉下端辐射区域中,水冷壁壁温与锅炉负荷有着明显联系性,该区域壁温降低时,锅炉辐射会明显升高,而上端辐射区域则是在负荷变高时,水冷壁壁温差的变化趋势为“先降后升”。
因此,若W型火焰直流锅炉负荷为600MW,上端辐射区域、下端辐射区域的壁温偏差较大,约为18摄氏度。
同时在锅炉运行期间,上端辐射区域中直流管壁工质温度较小,但辐射区螺旋管周边水冷壁温度上升。
其次,因水冷壁上端辐射区域中的垂直管工质参数较大、且大于比热区,所以在工质流速较低状态下,锅炉中间混合集箱中的流量分配受阻,上端辐射区、下端辐射区的水冷壁温度差异明显。
最后,通常情况下,锅炉热负荷增加时,水冷壁出口温度会与锅炉下端辐射区负荷呈反比关系,即负荷增加、温差下降。
关于600MW超临界机组水冷壁爆管原因分析及预防探讨
关于600MW超临界机组水冷壁爆管原因分析及预防探讨发布时间:2021-07-31T08:17:45.670Z 来源:《电力设备》2021年第3期作者:杜超[导读] 4.59MPa再热蒸汽出口压力,605℃过热蒸汽温度,26.15MPa过热蒸汽出口压力,1795t/h过热蒸汽流量。
(深能合和电力(河源)有限公司 517000)摘要:影响600MW超临界机组水冷壁爆管原因较多,主要为锅炉长时间超温运行、管内异物堵塞、异常热应力等因素,该研究对发生原因进行分析,并通过运行、设计与安装等方面提出针对性干预措施。
希望降低水冷壁爆管发生率,提高安全性,现将有关内容做如下报道。
关键词:超临界机组;水冷壁爆管;原因;预防措施当前我国高参数、大容量机组投产量越来越大,但使用过程中常会出现锅炉爆管现象,极大的损失了发电企业经济利益[1]。
数据显示,锅炉爆管是导致非计划性停机主要原因,由于该因素诱发的非计划性停机率高达60%。
因此,锅炉爆管事故对发电企业经济效益和正常运行产生影响,同时存在较大安全隐患,不利于企业快速发展与进步。
所以,当前应探究有效预防措施进行干预,希望降低水冷壁爆管几率,提高企业运行安全性。
企业效益提升与发电企业非计划性停机次数降低有效措施是降低锅炉爆管次数。
600MW超临界机组锅炉是直流锅炉,启动系统带有置式再循环泵,可实现超临界压力变压与一次中间再热运行[2]。
炉底、单炉膛、平衡通风均应用π型露天、风冷排渣、全悬吊结构与全钢架布置,淮南煤,印尼烟煤为主要燃用煤种。
以下为锅炉主要参数:603℃再热蒸汽出口温度,4.59MPa再热蒸汽出口压力,605℃过热蒸汽温度,26.15MPa过热蒸汽出口压力,1795t/h过热蒸汽流量。
应用内置式启动分离器对锅炉汽水流程设置,形成双流程模式。
水冷壁中间混合集箱与冷灰斗进口均为螺旋管圈水冷壁,与后水冷壁吊挂管、水冷壁垂直管屏连接,经下降管将水平烟道侧墙、折焰角、水平烟道底包墙,将汽水分离器引入。
600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因及对策分析
600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因及对策分析作者:刘政扬来源:《科学与信息化》2019年第12期摘要水冷壁超温是现代发电厂内部机械运行中最常见的问题,不仅关系着发电厂内部能量能否正常供应,还会威胁到相关技术人员的人身安全,因此,如何优化超超临界机组锅炉使用成为一项重要内容。
本文将以600MW超超临界机组锅炉为主要叙述内容,结合实际机械运行中出现的问题,从根源上进行分析,在现代技术和管理体系的基础上,进一步提升现代600MW超超临界机组锅炉运行效率,减少水冷壁超温等问题的出现。
关键词 600MW;超超临界机组;锅炉水冷壁;超温;原因;对策前言电能作为现代城市基础运行的必要性能源之一,因其自身能量特点备受大众行业青睐,则为了保障电能供应能够满足城市需求,发电厂引入新型600MW超超临界机组锅炉代替传统发电机械设备,提升发电厂整体生产能力与效率。
但在实际机械设备运行中,常常会出现水冷壁超温故障问题,造成锅炉局部温度不一,机械设备内部结构被影响而出现变形,进而加剧结构之间的磨损程度,发电设备出现运行故障和结构损坏的概率增加,浪费大量资源和发电厂运行成本,危及相关操作人员的自身安全。
1 超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析1.1 燃料质量水平发电厂内部机械设备运行和电力能源运输方式都较为复杂,为了支撑内容基础的流程顺利进行,发电厂每天都需要花费大量的人力、物力,而在这些基础运行成本中最主要的开销除了机械运行花销,再者就是对产电力能源燃料的购买,这是因为燃料自身质量会在一定程度上影响发电厂内部产生电力能源的效率。
如果想要保障高生产效率、低污染排放,就要相应的选择更好的燃料种类与质量,有利于整体长远发展,但是往往中小型发电厂只重视当前利益,大量购买质量较差的燃料种类,这些燃料虽然也能够进行电力资源提取,但却存在着高挥发性和可磨性差的缺点,高挥发性是由于燃料内部杂质含量过高,可磨性差则是燃料自身存在的问题。
600MW机组水冷壁泄露时的壁温超温现象分析
600MW机组水冷壁泄露时的壁温超温现象分析作者:段利涛张君正来源:《科学与信息化》2019年第11期摘要国家能源集团荥阳煤电一体化有限公司采用北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的超临界锅炉,自投产以来发生数次水冷壁爆管事故。
本文通过对锅炉燃烧热偏差、锅炉结构、水动力等方面分析了爆管的原因。
以及爆管后采取的措施和爆管后对水冷壁的影响。
关键词超临界锅炉;水冷壁;爆管引言由于种种原因,锅炉水冷壁发生轻微泄漏后不能立即申请停炉检修,常常需要带病维持运行。
为了保证锅炉能够维持运行,我们常需要采取一些措施来降低泄漏量和工质压力。
这些措施就有:锅炉降压运行等。
在这种运行状况下,经常出现锅炉水冷壁严重超温现象。
1 设备介绍1.1 型式、型号锅炉采用了北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的“W”火焰P型锅炉[1]。
1.2 燃烧设备燃烧设备采用双拱绝热炉膛、浓缩型低NOx双调风旋流燃烧器,燃烧器平行对称布置于炉膛下部的炉拱上,前、后各12只,共24只;在燃烧器的下部,与燃烧器相对应,前后墙各布置12个乏气喷口,共24只;与煤粉燃烧器对应同时配置了24只点火油枪;每个燃烧器下部均设有分级风管,每个分级风管分成2个支管(即喷口),每台锅炉共有48个分级风喷口,前后墙各24个。
1.3 水冷壁炉膛为全焊接密封膜式水冷壁,炉膛下部水冷壁管为优化多头内螺纹管构成,上部炉膛侧由光管膜式水冷壁构成。
炉膛上部水冷壁与下部水冷壁经水冷壁中间联箱连接。
2 水冷壁超温的原因水冷壁局部超温的原因分为两类,一是各水冷壁管子间的流量分配不均引起的热偏差,二是颅内火焰分布不均引起的热偏差。
其中,前者的影响因素较复杂,如各管子间设计时就存在阻力偏差,清洁度不同引起的阻力偏差等,处理热偏差方法也受很大限制;后者常见的有制粉系统的煤粉浓度不均,配风不当,燃烧器的投用组合方式不当等原因[2]。
600MW超临界锅炉管壁超温的控制
规 则 ,中间略高 。
3 原 因分析与治理
()对 汽水 系统设 备 汽温偏 差 的原 因进 行 了全 1 面分 析 ,并在停 炉检 修期 间进行 重点 检查 ,找 出屏 过 出 口汽 温偏差 的主 要原 因是过 热器 一级 减温器 喷 管从 根部 处断 裂 ,这 是 因为喷 管未 加焊 圆弧板 ,且 喷管 设计 为悬 臂结构 、单 端 固定 。由于未 焊接 圆 弧 板 ,喷管 稳定 性较差 ,加 上减 温水 反复 投停 ,减 温 器 受到 交变 热应力 的作用 ,减 温器 喷管在 温差 应力 和 疲劳 振动作 用下 断裂 。 当减 温水 投运 时 ,喷管将
型号 为 D 9 0 2 . 12 G10 / 54— I ,是 一次 中间再 热 、单 炉膛 、尾部 双烟 道 、烟气挡 板调 节再 热汽 温 、平衡 通风 、露 天布 置 、固态排 渣 、全钢构 架 、全悬 吊结
构 兀 型锅炉。前后墙对冲燃烧 ,燃烧器分 3 层布
置 ,共 设 3 6只 ,采用 正压 直 吹式 制粉 系统 ,配 有
下易超温的情况,从燃烧过程系统工程考虑,采取
混煤掺 烧 、改变配 风方 式 、 化 中间点温 度 的控 制 、 优 吹灰 系统调 节 、防止 变工 况下制 粉 系统燃 料量 突增
的措施 ,以及对相关系统设备改造等,实现对屏式
2 受热面超温特征
屏 式过 热器 :两侧 汽温偏差 较大 ,A 侧温度 高 于 B侧 ,A 侧管 屏壁 温超温 严重 。最大 汽温偏 差 曾
S丽
电 全 术 力安 技
第1 22 第 期) 4 0年 5 卷(1
6 0 W超临界锅炉管 壁超温 的控制 0 M
陈敏生 ,廖 晓春 ,楼 杰
( 东粤 电靖 海 发 电有 限公 司 ,广 东 揭 阳 5 52) 广 123
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨发布时间:2021-07-31T09:46:48.542Z 来源:《电力设备》2021年第3期作者:孙明月[导读] 同时制定出切实可行的解决对策,从而能有效指导其他同类机组的有序运行。
(深能合和电力(河源)有限公司 517000)摘要:研究600MW 超超临界机组锅炉水冷壁超温的相关因素及其解决措施,首先需要对660MW 超超临界机组锅炉水冷壁超温的具体原因做进一步明确,并同其中的有关内容互相联系,之后针对性的分析探讨600MW 超超临界机组锅炉水冷壁超温的改善措施。
本文从启动、停机及机组常规运转等三个阶段对其进行进行全面的分析,期望为相关人员提供一定的参考。
关键词:600MW超超临界机组;锅炉水;超温超超临界直流锅炉具有较大的容量,且蒸发受热的整体面积也相对较大,在布置上存在一定的复杂性,热负荷也相对较高。
当热负荷分布不均匀时,会导致管壁超温,为了确保质量流速维持稳定,通常会选择内径比较小的水冷壁,因而垂直管水冷壁对于壁温异常具有较强的敏感性,若壁温出现明显异常,则会在一定程度上改变水冷壁内工质的物理特性,从而出现流量偏差,并进一步改变吸热特性,严重的话可能还会使水冷壁管超温,进而对锅炉平稳、安全运行造成影响[1]。
导致垂直管水冷壁超温的因素相对较多,本次研究主要是从某一电厂的具体运行情况着手,并对引起水冷壁超温的具体原因进行详细分析,同时制定出切实可行的解决对策,从而能有效指导其他同类机组的有序运行。
一、60MW 超超临界机组锅炉水冷壁超温原因(一)部分水冷壁热负荷过高其一,处在低负荷状态下的后墙水冷壁会形成波动相对较大的水动力,从而使水冷壁超温情况的发生率显著提升;从炉膛燃烧形式这一方面看,若切圆焰火已经出现明显的倾斜,则高温烟尘就可能会直接性的冲击水冷壁,从而导致冷壁超温等事件的发生;如果煤种本身具有较良好的挥发性,则会加快着火的速度,这时就会导致煤量趋同二炉膛吸热比例比正常规定的标准要高,导致数据同预设值之间存在相对较大的误差。
600MW超临界W火焰锅炉水冷壁超温分析
1 前 言
燃用 无 烟 煤 的 电 站 约 占 燃 煤 电 厂 总 数 的 2 4 . 2 % 。更 好 地 利 用 这 些 低 挥 发 分 无 烟 煤 发 电 ,是解 决 日益严 峻 的能源 问题 的一种 有效途 径 。 W 火焰 锅炉 是为 了适 应 低 挥发 分 劣 质煤 而 开发 出 来 的新型 炉型 ,在 燃 用 低 挥发 煤 种 发 面 有着 很 大 的优 势 。这种 锅炉 特 殊 的设 计 使 得 其 具 有 以下 特 点 :着火 条件 好 ;火 焰 行 程 长 ,易 燃 尽 :负 荷 调 节 范 围大等 l 2 ]
定 备用余 量 ,在 B MC R 工 况 下 6俞磨 煤 机 运 行 。
棚 管 中心线 是 下 炉 膛 。其 截 面 为八 角 形 。煤 源 来 自云南 东源 煤业 集 团 的朱 家 湾 、长 岭一 号 和 长 岭
收 稿 日期 :2 0 1 3 — 0 5 — 1 9
54
每 台磨煤 机 带 4只煤粉 燃烧 器 ,共 2 4只直 流狭 缝
云南 某 电厂 # 1 、# 2机组 采 用 了 6 0 0 MW 超 临 界 w 火焰 炉 。在机 组整套 试 运和 投产 后 ,水 冷壁 多 次 出现超 温 现 象 .这 种现 象 具 有 突 发性 ,超 温
下炉膛 的过 渡 ,水 冷壁 采 用 改 进 型 内 螺 纹管 ,在 水 冷 壁系统 设 置有压 力平 衡管 道 。
的 问题 。
幅 度较 大 ,影 响到 机组 的安 全 稳 定 运行 。以下 对 此 电厂超 临界 w 火 焰锅 炉水 冷壁超 温 问题 进 行 了 分 析 ,并提 出 了烧优 化控 制方 案,使 其 在 水冷 壁总 阻 力 中所 占的份 额 减 少 ,可 以保 证 水 冷
阜阳华润发电厂600MW超临界直流炉水冷壁超温原因及运行调整
[ 摘 要] 阜朋华润发 ̄ o g F#2 锅炉在脱销投运后经常出现垂直水冷壁超温现象 , 严重时达到T 5 O O  ̄ ̄ 2  ̄( 4 4 o ' c 报警) , 通过长期的运行数据分析得出煤质
的变化 燃烧器投运的方式不同、 炉膛火焰中心的高低是垂直水冷壁超温的主要原因。 为了防止水冷壁超温 , 提出了改变制粉系统投运方式、 调整配风、 合理控制煤 水比等措施。 阜阳华润电厂在采取温度控制措施后, 在其他外围因素不变的情况下垂直水冷壁的超温次数大幅减少。
同程度的超温现象, 其中#刀 叽垂直水冷壁超温又较为严重, 部分工况下已经远
远的超出了 报蟹值, 垂直承冷擘的工作环境相当的恶劣, 金属蠕变速度加快 , 影 响了机组的安全运行。 从两台机缉运行情况分析 , 两台机的垂直水冷壁超温存 在共同特性, 往往超温会出现在同 一区域 , 特别是在低负荷燃烧热值较高的煤
燃烧器 上 方 。 前后 墙各 布置 l 层 燃尽 风喷 口, 每层布 置 7 只, 共l 4 只燃尽 风 口。
正常运行 时调 整要确保煤 水 比在合 适数值 , 确保汽水分 离器 出 口温度在各 负荷对应值范围内, 发生煤水比失调后, 一旦出现锅炉缺水现象就会引起受热
面超 温 。 一般 正常情 况下 我们控 制煤水 比修 正值在0 . 5 —1 . o Z间, 在 此区 间 内
理论广角
I ■
C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
阜 阳华润 发 电厂 6 0 0 M W 超 临界直 流炉 水冷 壁超温 原 因
及运 行调 整
郭 超 孙长友
‘ 卑阳华润 电力有 限公 司)
“W”火焰600MW超临界直流锅炉低负荷水冷壁超温浅析及应对方式
造成 流 量 的不 稳 定性 和流 量 的不 均匀 性 。在低 负荷 工况 下 , 特别 是在 锅 炉 转 干态 而没 有 带 高 负荷 的工 况, 水冷 壁管 进 出 口工 质密 度差 较大 , 水动 力稳 定性 变差, 而 一旦 锅炉 热 负荷扰 动较 大 , 水 冷壁 壁温 短时
2 . 4 本 体结构 因素
量流 速 , 使 得水 冷壁 中心 区域 的工质 流 速增 加 , 增 强 了冷却 的效果 。 同时工质 流 速增 加 即代表 了流量 增 加, 水冷 壁 出 口压 力也 比超 温 期 间提 升 1 . 7 5 MP a左 右, 流 动阻力降也 随之增大 , 管 中汽水 密度差减 小 , 工 质流动稳定 性加强Hale Waihona Puke , 使得 超温现象得 到控制 。
外, 还 会 形成 超温 而损 坏管 子 。
2 . 2 . 3 受 热 面 热 偏 差
荷与管内工质流量不匹配 , 导致受热面传热恶化 , 壁
温迅 速 上涨 。 因此 , 平衡 好 流 量 与 燃 烧 热 负荷 的关
系 至关 重要 。
3 低 负荷运行 时处理超 温的方式
3 . 1 降低 超温 区域 的 热负 荷
并列 管 中因 为设计 参数 和 阻力 系数及 热 负荷不 同, 管 内焓 增不 同 , 这就 是所 谓 的热偏 差 。吸热 不均
由图 1和 图 2的实 时趋 势 图可 以看 出 , 壁 温 上 升趋 势非 常快 , 下 炉膛 管 壁 温 度 上 涨 速度 最 快 的管
子在 1 2分 钟之 内从 正 常壁 温 上 升 到 4 9 9 ℃, 上 升 速
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600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策
超临界锅炉作为当前最先进的燃煤发电技术,具有能耗低、环保、技术含量高等特点。
由于超临界锅炉工质压力高,超临界锅炉大多数采用直流锅炉,直流锅炉水冷壁流动阻力比较大,运行过程的水压压头比较高,容易引起工质流动不稳定、热偏差等问题,从而导致锅炉受热不均匀,部分面积超过临界温度,影响到超临界直流锅炉运行的安全性。
本文主要600WM超临界直流锅炉水冷壁超温出现的原因,并根据这些原因提出了相应的解决策略,希望确保600MW 超临界直流锅炉运行的稳定性。
引言:
超临界锅炉指锅炉内工质的压力在临界点以上的锅炉与传统的锅炉间相比,超临界锅炉的煤耗量低,单电煤耗量约为310g标准煤,超临界机组的发电效率达到了41%,我国传统的火电厂发电效率一般低于35%,單电煤耗量超过380g 标准煤以上,每度电至少可以节约50g标准煤。
与传统的锅炉相比,超临界锅炉更加环保、节能,是未来火电厂建设的方向。
但是超临界直流锅炉的装机容量比较大,锅炉的蒸发受热面积不均匀,容易造成管壁温度超标,从而影响到锅炉的正常运行,造成水冷壁内工质性能发生变化,引起流量的异常变化,威胁到锅炉运行的安全性。
因此需要对超临界直流锅炉水冷壁超温现象进行分析,找出水冷壁超温的原因,并采取有效的措施,促进我国超临界锅炉的发展。
1.600WM超临界直流锅炉水冷壁超温原因分析
某发电厂有两台600WM超临界机组,锅炉为国内某锅炉生产厂家生产,
超临界机组为日本三菱公司提供的技术,超临界机组采用直流锅炉,燃烧器布置在四面墙上,火焰喷射方向与水冷壁垂直,二次风喷嘴安装在主燃烧器上,锅炉在热运行状态下,一次风、二次风可上下摆动。
超临界机组运行期间,出现了水冷壁管吸热偏差或者超低温现象,部分时段出现水冷壁壁温超过机组阈值,影响到超临界机组的安全运行。
根据运行数据信息以及超临界直流锅炉水冷壁超低温出现的异常现象,总结出以下原因:
1.1部分水冷壁管热负荷偏高
根据锅炉炉膛的燃烧方式,如果炉膛内的煤炭燃烧时产生的火焰出现偏差,则可能导致高温烟气直接冲刷水冷壁,导致局部水冷壁温度比较高。
如果炉膛内的煤炭可磨性比较差,可能需要压限运行,这个时候省煤器送入炉膛的煤粉量与给煤量不一致,煤炭会多次在磨煤机内进行磨制,这个时候燃料主控系统发布的煤炭量往往大于炉膛所需的燃料,如果一台磨煤机的煤炭数量超过设备磨煤机的数值,则可能导致磨煤机堵塞,从而导致磨出的煤粉数量比较少,需要其他磨煤机增加磨煤量,这样的情况容易导致多台磨煤机堵塞[1]。
一旦出现磨煤机堵磨的情况,则燃料主控系统将从自动控制转为手动控制方式,并将被堵的磨煤机进行清理,这时会造成锅炉煤水比例失调,也就是进入到炉膛的煤粉量大于给煤量,造成水冷壁超温现象。
1.2保养维护管理不当
超临界直流锅炉长期在高温、高压、水蒸气等环境下运行,锅炉在使用过程中容易出现受热不均匀,部分面积出现高温应力腐蚀。
煤炭在燃烧过程中产生一定的飞灰沉积在锅炉的受热面上,如果不进行处理,可能导致沉积结垢,造成酸性凝结和腐蚀。
因此,需要蒸汽吹灰系统定期对锅炉受热面进行吹灰。
如果锅炉
在低负荷情况下进行吹灰,则螺旋管壁温和水冷壁的壁温可能出现大范围的波动,从而造成灰渣脱落等问题[2]。
因此,超临界直流锅炉要定期对其进行保养维护,降低锅炉高温腐蚀发生的概率,防止由于保养不当,造成锅炉氧化脱皮引起节流圈堵塞水冷壁管流量小,引起锅炉管道吸热不均匀和流量差异,导致管壁温差比较大。
此外,直流锅炉大修过后或者长时间没有做冷风动力场试验,导致直流锅炉内部的动力工况不稳定,燃烧过程的各项参数比较混乱,不符合火电厂的运行要求,从而引起超温现象。
1.3运行负荷不稳定
如果超临界直流锅炉的管道工质流速比较慢,则可能造成锅炉水蒸发点提前,锅炉管壁温度上升,增加水冷壁温温差。
火电厂在运行过程中,为了达到高效运行,往往根据居民用电规律,对发电机组的负荷进行调整,满足城市居民用电的调峰需求。
由于发电机组的变负荷速度比较快,导致给煤器和给水管给煤量和给水速度加快。
由于煤炭制冷不稳定,容易导致水煤比例失调,造成过烧或者欠烧的现象,引起超温出现。
2.600WM超临界直流锅炉水冷壁超温问题对策
2.1锅炉低负荷运行时增加给水量
当超临界直流锅炉在低于380MW运行状态下,中间点的过热温度控制在10—20℃范围。
如果直流锅炉的负荷发生变化,在调整参数的时候,可能造成加煤水比例失调,从而引起短时过烧问题,造成锅炉冷水壁温度上升。
因此,超临界直流锅炉在运行的时候,需要调整锅炉制粉系统中的给煤量、风量,让锅炉内部各个面积受热均匀,从而减少锅炉局部温差过大,造成的超温现象。
2.2在锅炉高负荷时段进行吹灰选煤
按照目前超临界直流锅炉运行的历史数据信息,发现超临界直流锅炉运行负荷低于380MW时,如果锅炉间进行吹灰,当蒸汽吹灰器吹向冷水壁时候,水冷壁引出管的温度快速上升,关闭蒸汽吹灰器的时候,水冷壁管温度立即下降,并逐步恢复到正常范围。
由此可以得出超临界直流锅炉在低负荷运行状态下,停止吹灰可以有效缓解水冷壁超温问题[3]。
其次,还可以选择新型的蒸汽吹灰器。
国内学者研发了一种多功能的蒸汽吹灰器,主要由吹灰管、角度调节装置、吹灰管嘴组件以及控制开关等构成,可以根据直流锅炉的积灰方式和积灰程度等实际情况,调整蒸汽吹灰器的角度和选择不同的压强进行喷射,不仅提高了吹灰效果,而且提高了吹灰效率,降低了锅炉的能耗,延长了设备的使用时间。
2.3有效控制直流锅炉的运行负荷
锅炉运行负荷的升降,容易引起锅炉参数的变化,从而导致炉膛受热不均匀引起超温现象。
因此,锅炉运行过程中,必须合理控制锅炉运行负荷的升降。
如果锅炉的运行负荷降低到380MW时,将锅炉切换到定压模式,如果锅炉负荷超过380MW时,将锅炉切换到滑压模式。
如果进行深度调峰的负荷低于280MW,则需要开启炉水循环泵,提供锅炉水循环泵的循环流量,从而增加锅炉的热量回收比例。
结束语:
根据600MW超临界直流锅炉的运行情况,可以发现如果超临界锅炉的运行负荷比较低,则锅炉的给水系统流量偏低,这个时候锅炉内部工质的流速减缓,造成煤水比例失衡,锅炉炉膛受热不均匀,造成水冷壁超温现象。
因此,超临界直流锅炉在运行过程中,必须确保锅炉负荷升降时各项参数的稳定性,按照锅炉运行负荷,调整锅炉的运行模式。