关于锅炉主蒸汽温度达不到设计参数

关于锅炉主蒸汽温度达不到设计参数

的初步原因分析及建议

（陕西秦安科技有限责任公司）

自从云南云维集团大为制焦有限公司热电站的#1、#2、#3锅炉试运行以来，虽经多方调整，在额定负荷下，锅炉主汽温度仍不能达到设计数值，减温水根本不能正常投入使用，导致汽轮发电机组因主汽温度偏低而无法带满负荷的问题。为满足汽轮发电机组的带满负荷能力，而不得不采取加大排汽等非常手段。长期以来，不但使机组的经济性大大降低，而且影响到机组安全运行。为探讨造成主蒸汽温度严重偏低的原因，对锅炉的设计、运行等方面进行了粗略的估算或分析，并提出一些不成熟的意见或建议，供公司、热电厂等部门参考。

1．锅炉设计简况。

⑴锅炉概况。

锅炉为无锡锅炉厂制造的UG-75/5.3-M25型次高压、掺烧煤泥、焦炉煤气、高温旋风分离器、单锅筒、自然循环的循环流化床锅炉。锅炉由炉膛及尾部竖井烟道组成。炉膛为悬吊结构，炉膛四周由膜式水冷壁组成。锅炉尾部自上而下依次布置了高温过热器、低温过热器、模式省煤器及管式空气预热器。

锅炉设计规范:

锅炉型号：UG-75/5.3-M25

额定蒸发量BMCR：75 t/h

(G) MPa

过热蒸汽出口压力： 5.299+0.3

-0.5

℃

过热蒸汽出口温度： 485+5

-10

给水温度 150℃

排烟温度： 145±10℃

锅炉设计效率：≥88 %

煤泥进料口：锅炉炉顶进料

炉膛出口烟温（BMCR）～900 ℃

炉膛出口过量空气系数 1.2

汽包的工作压力 5.83 MPa

灰渣比 6:4

高温分离器温度850℃～1000℃

高温过热器进口烟气温度830.5℃。

图一锅炉简图

锅炉采用平衡通风方式，配用一台引风机，一台一次风机，一台二次风机。

空气分为一次风及二次风，一次风及二次风比为55：45。在80%煤泥20%中煤时，设计的一次风量为56603 Nm3/h（20℃），二次风量为47561 Nm3/h （20℃），流化风机风量为500 Nm3/h，烟气量为163846 m3/h（140℃）。

⑵燃料特性：

锅炉燃料采用当地煤泥同时掺烧部分中煤（正常运行时煤泥与中煤掺烧比例为6：4）

煤质资料如表一所示。

表一煤质分析资料

焦炉煤气资料如表二所示。

表二焦炉煤气分析资料

⑶锅炉汽水系统概况。

①给水系统。

省煤器布置上、中、下三组。锅炉给水温度为150℃，给水压力为8.5MPa。给水进入省煤器下集箱，由下而上经下组省煤器、中组省煤器后进入省煤器中间集箱。再经过上组省煤器后进入省煤器出口集箱，由侧墙进入汽包。省煤器设计为沸腾式，出口温度为269.9℃，汽化率为3.13 %。

图二省煤器布置结构图

②过热蒸汽系统

饱和蒸汽由汽包引出进入吊拉管进口集箱，经吊拉管进入低温过热器进口集箱，再经低温过热器后进入低温过热器出口集箱，经减温器减温后再进入高温过热器进口集箱、高温过热器、高温过热器出口集箱到集汽集箱。

图三过热蒸汽系统布置结构图⑷制造厂设计热力计算结果。

在80%煤泥，20%中煤时，设计的热力计算列如下图之中。

图四设计的热力计算汇总表

2 锅炉试运行过程中存在的问题。

⑴运行情况。

10月5日在#2锅炉点火启动1#汽轮发电机带负荷的过程中，当主蒸汽压力和流量达到额定范围内时，经中煤、掺烧焦炉煤气等方面的调整，锅炉主蒸汽温度一直偏低，无法满足1#汽轮发电机带负荷的要求。在减温器减温水全关的条件下，主蒸汽温度只能维持在440℃左右。

在以后的运行过程中，1#锅炉、2#锅炉及3#锅炉一直是主蒸汽温度严重偏低。为满足汽轮发电机组的带满负荷能力，而不得不采取加大排汽或疏水等非常手段。这样，不但大大降低的机组的经济性，而且影响到机组安全运行。

运行时，锅炉各部数据记录列入表三及表四中所示：

表三#2炉点火启动运行记录

表四锅炉最低负荷试验运行记录

⑵存在问题。

通过表三、表四表数据可以得出下述结论。

①主蒸汽温度：

Ⅰ：在锅炉单独运行时，额定负荷下，减温器减温水全关条件下，主蒸汽温度根本达不到设计参数，无法满足汽轮发电机带负荷的要求。

Ⅱ：在母管制运行时，减温器减温水全关条件下，3台锅炉在负荷为60t/h 的情况下，主蒸汽温度只能维持在460℃左右，勉强能满足汽轮发电机带负荷的要求。这时，相临的锅炉给水流量均大于75T/H。

②各部烟温及受热面吸热量：

Ⅰ：高温及低温过热器的进口及出口烟温基本上能够达到设计要求，而高温及低温过热器的吸热量偏低设计值约40～50℃，主蒸汽温度达不到设计参数。

Ⅱ：省煤器进口烟温能够达到设计要求，出口烟温低于设计值40～50℃，吸热量偏大会造成省煤器出口水温及沸腾率增加，炉内燃料量及风量减小，炉膛出口烟气量减小流速降低，使主蒸汽温度降低。

Ⅲ：空气预热器：由于空气预热器进口烟气温度偏低，一次风预热器及二次风预热器的空气温度均达不到设计数据，只能维持100℃左右。

③排烟温度：

Ⅰ：锅炉排烟温度只有90～100℃。

Ⅱ：排烟温度降低，会影响到空气预热器的积灰及低温腐蚀，使除尘器不能组成运行。

④炉膛出口过量空气系数及空气量。

锅炉试运行阶段，锅炉出口的过量空气系数及烟气含氧量偏大，总风量只能达到60000～70000 Nm3/h（20℃），与设计的100000 Nm3/h（20℃）相差很大，是造成锅炉主蒸汽温度达不到设计参数的直接原因。

⑤炉膛出口烟温。

通过运行调整，锅炉床温、床层厚度、炉膛出口烟温及返料系统的工作等都能达到设计要求。炉膛出口烟温能够达到850～950℃。

⑥临时运行方式。

Ⅰ：限制锅炉负荷的因素是主蒸汽温度严重偏低。

Ⅱ：临时运行方式：用加大锅炉集汽联箱排汽或加大锅炉疏水的方法，加大燃料量及空气量，增加炉膛水冷壁吸热量，提高尾部烟道的烟气量，强化高温及低温过热器的传热，提高主蒸汽温度。

Ⅲ：当然，该方法是在非常条件下，能满足汽轮发电机带负荷要求的临时方法，不能长期使用，应尽快应与制造厂联系通过设计改造彻底解决。否则，对锅炉设备的经济运行与安全运行都十分不利。

3 针对主蒸汽温度偏低问题进行的部分校核计算结果简况。

⑴设计煤质与实际煤质的情况。

为便于与设计工况进行比较，还按设计条件计算了80%煤泥与20%中煤混