锅炉过热器管壁温度特性研究
电站锅炉过热器的热偏差计算及预防措施
电站锅炉过热器的热偏差计算及预防措施一. 管壁温度计算过热器和再热器受热面管子能长期安全工作的首要条件是管壁温度不能超过金属最高允许温度。
过热器和再热器管壁平均温度的计算公式为：max q t t t gz g b μ+∆+=β()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++λβδαβ112 （11-1）式中ttw —管壁平均温度，ºC ；tg —管内工质的温度，ºC ；Δtgz —考虑管间工质温度偏离平均值的偏差，ºC ；—热量均流系数；β—管子外径与内径之比；qmax —热负荷最大管排的管外最大热流密度，kw/m2；α2—管子内壁与工质间的放热系数，kw/m2.ºC ；—管壁厚度，m ；—管壁金属的导热系数，kw/m..ºC 。
二. 热偏差概念从式（8-1）可见，管内工质温度和受热面热负荷越高，管壁温度越高；工质放热系数越高，管壁温度越低。
由于过热器和再热器中工质的温度高，受热面的热负荷高，而蒸汽的放热系数较小，因此过热器和再热器是锅炉受热面中金属工作温度最高、工作条件最差的受热面，管壁温度接近管子钢材的最高允许温度，必须避免个别管子由于设计不良或运行不当而超温损坏。
过热器（再热器）由许多平行的管子组成，由于管子结构尺寸、管子热负荷和内部阻力系数等可能不同，不同管中蒸汽的焓增可能不同，这一现象称为过热器（再热器）的热偏差。
热偏差系数（或简称为热偏差）用φ表示，它的定义为：φ=pj pi i ΔΔ=pj pj p p i i i i 1212-- (11-2)式中 Δip —平行管中偏差管（通常是指平行管中焓增偏大的管子）内工质的焓增，kJ/kg ；Δipj —整个平行管组中工质的平均焓增，kJ/kg 。
允许的热偏差是根据受热面工作的具体条件确定的，由于过热器管子工作在接近材料的最高允许温度下，允许的热偏差不应超过过热器总吸热量的15%。
工质的焓值由管外壁所受热负荷、受热面面积和管内工质流量决定。
超临界锅炉过热器-再热器的汽温特性及调节分析
超临界锅炉过热器\再热器的汽温特性及调节分析摘要：本文对直流锅炉的过热器、再热器汽温特性、变化特点、汽温调节进行了简要分析，并结合我厂实际情况阐述锅炉汽温偏差产生的原因，提出超临界压力锅炉运行中应关注的问题，与电力同仁共勉。
关键词：直流锅炉超临界过热器再热器汽温21世纪以来，为了提高锅炉效率，最大限度的降低能源消耗，电站锅炉逐步向超临界锅炉方向发展。
超临界锅炉的汽温特性与传统的汽包炉汽温特性有明显的不同，汽温过高将引起管壁超温、金属蠕变寿命降低，会影响机组的安全性；汽温过低将引起循环热效率的降低。
根据计算，过热器在超温10～20℃下长期工作，其寿命将缩短一半以上；汽温每降低10℃，循环热效率降低0.5%，而且汽温过低，会使汽轮机排汽湿度增加，从而影响汽轮机未级叶片的安全工作。
通常规定蒸汽温度与额定温度的偏差值在-10～+5℃范围内。
下面对直流锅炉的汽温特性进行分析，不断摸索调整汽温的最佳手段，控制汽温在允许范围内，保证锅炉安全运行。
一、过热器或再热器汽温特性1、过热器或再热器出口汽温随锅炉负荷的变化规律称为过热器或再热器的汽温特性。
过热器的汽温特性如图1-1所示。
图1-1 过热器的汽温特性l―辐射式过热器；2、3―对流式过热器23随着锅炉负荷的变化，辐射式过热器的汽温特性与对流式过热器相反。
当锅炉负荷增加时，燃料消耗量和过热器中蒸汽的流量都相应增大，由于炉内火焰温度变化不大，辐射式过热器吸收的炉膛辐射热增大不多，相对于每干克蒸汽的辐射吸热量反而减小，因此辐射式过热器的出口汽温随锅炉负荷的增大而降低。
辐射式过热器的汽温特性见图1-1中的曲线1。
当锅炉负荷增大时，燃料消耗量增大，烟气流速增大，烟温升高、对流传热量增加，相对于每千克蒸汽的对流吸热量增加，因此对流式过热器的出门汽温随锅炉负荷的增大而增大。
对流式过热器的汽温特性见图1-1中曲线2、3，过热器离炉膛越远，过热器进口烟温越低，烟气对过热器的辐射换热份额越少，汽温随负荷增加而上升的趋势更加明显。
生物质锅炉过热器高温腐蚀性能研究及防护措施
生物质锅炉过热器高温腐蚀性能研究及防护措施
章平衡;龚俊;金建荣;孙坚;张洪;李岱;刘成威;陆海峰;陈国星
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2022(55)11
【摘要】针对生物质锅炉过热器高温腐蚀造成的承压管道减薄、甚至破裂问题,基于工作环境,对服役后的过热器管壁进行了组织及性能分析。
研究结果表明:烟气中的Cl以及碱金属等元素在高温下与受热面以气相、固相以及液相形式发生一系列复杂的物理化学反应,腐蚀过热器管壁。
飞灰沉积在金属表面,与氧化层发生浸润性附着,使得管壁表面氧化膜保护层脱落,导致管壁减薄。
同时,高温过热器比中温过热器的服役温度高,其氧化层的腐蚀性脱落更为严重,长期服役,高温过热器腐蚀后管壁的微观硬度和拉伸性能与中温过热器相比有所下降,但是两者仍符合标准规定,满足服役条件。
因此,采取合适的防护措施,阻止管壁进一步腐蚀减薄,可缩短检修周期,降低运行成本。
【总页数】7页(P188-194)
【作者】章平衡;龚俊;金建荣;孙坚;张洪;李岱;刘成威;陆海峰;陈国星
【作者单位】嘉兴新嘉爱斯热电有限公司;苏州热工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG172
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亚临界直流锅炉过热器超温爆管试验研究
ｉ ０ １０ ０ｍｍ， 总高 度 １ ８ ７４ ０ｍｍ， 联 ２ ２根 ３ × 并 ２ ２ ５的过 热器管 问焊 接鳍 片 。过 热 器 后 屏
的折 烟角上 不设 置高 温过热 器 。侧 包墙 过热 器前 部 直接 吸收炉 膛 的辐 射热 ， 中部 接受屏 间传 热 ， 部接 后
造 ， 过 多年 的 运 行 考 验 ， 未 发 生过 热 器 爆 管 事 故 。 经 再 关 键 词 ： 热 器 ； 包 墙 ； 管 ； 流 圈 过 侧 爆 节
中 图 分 类 号 ： ２２ ． Ｔｋ ３ ３ 文献 标识 码 ： Ｂ
捷制 ６ ０ｔｈ亚 临 界 直 流 锅 炉 ， 单 炉 膛 水 平 ５ ／ 系 环 绕 式 结 构 ， 热 蒸 汽 压 力 １． 过 ７ ８ ＭＰ ， 度 为 ａ温 ５ ０。 ４ Ｃ。锅炉 燃烧平 朔烟 煤 ， 正压 直 吹式 制粉 系统 ， 配备 ４台 ＭＰ 一 ９ Ｓ１ Ｏ型 中速 磨 煤 机 ， 台运行 ， 台 三 一 备用 。燃烧 器 四角布置 ， ４层 ， 共 气流在 炉 内形成 １６ ０ｍｍ的切 园 ， 台麽 煤机 带一层 燃烧 器 。 ０ 每 炉子呈“ ” 布 置 ， 丌型 给水 经 省 煤 器 进 入 炉 膛 下 部水 冷壁 入 口联 箱 ， 箱 出 口连 接 １ ８根 ３ × ５ 联 ２ ５ 水 平环 绕式水 冷壁 管 圈 ， 膛 折 烟角 下 部 为水 冷 壁 炉 出 口联 箱 。水 冷壁 上 部 的 炉膛 由侧 包墙 过 热 器 、 前
联 箱 ２引 出 ２ ２根 过 热 器 管 ， 热 后 汇 集 于 出 口 集 ２ 受
收 稿 日期 ： ０ ９ １ － １ ２ ０ — ２２
作 者 简 介 ： 新 春 （９ ３ ） 男 ， 蔡 １ ６ 一 ， 山西 介 休 人 ， 级 工 程 师 ， 要从 事 ￣ － 锅 炉 燃 烧 调 整 及 受 热 面 爆 管 事 故 分 析 工 作 ， Ｅ ｍａｌｃｉｉ 高 主 ｇＦ Ａ ＇ （— ｉ ａ ） ｘ
电厂锅炉过热器 再热器管壁超温原因分析及预防措施
电厂锅炉过热器再热器管壁超温原因分析及预防措施电厂锅炉过热器再热器管壁超温原因分析及预防措施在电厂中，锅炉过热器和再热器是非常重要的设备，它们承担着将焚烧过程中产生的高温高压蒸汽进行过热和再热的任务。
然而，在运行过程中，经常会出现过热器和再热器管壁超温的问题，这会导致设备的性能下降、安全性降低。
因此，本文将对过热器和再热器管壁超温的原因进行分析，并提出相应的预防措施。
一、过热器和再热器管壁超温原因分析1. 燃烧状况异常燃烧状况异常是导致过热器和再热器管壁超温的主要原因之一。
燃烧不完全、气流分布不均匀、火焰在炉膛内波动剧烈等问题都会导致辐射和对流传热不均匀，使得部分管壁温度升高，超过其设计温度。
2. 水质问题水质问题也是导致管壁超温的重要因素之一。
当水中含有过多的溶解气体、不溶性物质或其他杂质时，会导致管壁附着物形成，形成热阻，导致管壁温度升高。
3. 管道堵塞管道堵塞同样会导致管壁温度升高。
当锅炉管道内的水垢、沉积物或其它杂质积聚过多时，不仅会降低热传导能力，还会阻碍管道内流体的流动，导致局部管壁温度升高。
4. 运行参数异常运行参数异常也会导致管壁超温的问题。
例如，过高的蒸汽流量、过低的供水温度、过高的供水压力等都会使管壁温度超过设计温度。
二、过热器和再热器管壁超温的预防措施1. 优化燃烧状况通过调整锅炉的燃烧参数和火焰分布，减少炉膛内火焰的波动，提高燃烧效率，降低管壁温度。
此外，定期清洗燃烧器、炉膛和锅炉的燃烧区域，避免积聚物的形成，以减少管壁温度升高的可能性。
2. 加强水质管理加强水质管理，控制水中的溶解气体、不溶性物质和杂质的含量。
定期进行水处理，清除管道内的水垢和附着物。
同时，排放并替换含有过多杂质的水，以保持良好的水质，降低管壁温度。
3. 定期清洗管道定期清洗管道，减少管道内的沉积物、水垢和杂质的积聚。
可以采用化学清洗、水冲洗等方法，对管道进行彻底的清洗和冲洗，保持管道的畅通，减少管壁温度升高。
高温过热器传热特性及寿命分析
高温过热器传热特性及寿命分析摘要：近年来，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现。
过热器内部是高温高压的蒸汽，又布置在烟温较高的区域，工作条件最为恶劣，易造成锅炉爆管；同时锅炉设备实行状态检修需要了解管子蠕变损伤的程度。
因此，分析过热器爆管的原因和蠕变损伤的机理，并对高温部件剩余寿命作出正确的评估，已成为保证火电厂安全运行和提高经济性的关键课题之一。
本文通过研究高温过热器的传热特性，分析了高温过热器爆管的原因，并介绍了高温腐蚀对爆管的影响，而且按工质流程逐个对微元段进行热力计算，掌握高温过热器壁温分布情况，以便于从根本上减少爆管发生率。
同时根据拉——米参数式确定蠕变断裂时间，对过热器剩余寿命进行预测，以延长电厂的检修周期，提高电厂的经济性。
关键词：过热器；爆管；腐蚀；壁温计算；寿命分析Abstract：In recent years, various types of large-capacity thermal power generating units will continue to emerge.Inside the superheater there is steam with high temperature and high pressure, at the same time the superheater is in the region where the flue-gas temperature is higher, so the superheater’s working conditions are most poor, resulting in the explosion of boiler pipes easily.Meanwhile in order to overhaul the boiler equipment on the basis of operating condition,it is necessary to know about the tubes’ creep damage extent. Therefore, the analysis of reasons for superheater explosion and creep damage mechanism ,also to assess the remaining life of high-temperature boiler parts correctly, have become one of the key projects that guarantees safe operation of thermal power plants and improves the economical efficiency.This paper analyzes the reasons for high-temperature superheater blasting via the research on heat transfer characteristics of high-temperature superheater, and puts emphasis on illustrating the effects that high-temperature corrosion have on the superheater explosion.In addition, according to the flow path of work substance,it conducts the thermodynamic calculation of small tube section separately ,grasping the wall temperature distribution of high-temperature superheater, in order to reduce the rate of tube explosion radically. At the same time the creep-rupture time is determined by Larson-Miller Parameter,and the remaining life of superheater can also be predicted ,which will be used to extend the maintenance cycle and improve the economy of thermal power plants.Keywords：Superheater; Tube Explosion; Corrosion; Wall Temperature Calculation; Life Analysis1 引言随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，锅炉蒸汽参数的提高，使得过热器和再热器系统成为大容量锅炉本体设计中必不可少的受热面。
600MW锅炉高温过热器管壁超温原因及控制
600MW锅炉高温过热器管壁超温原因及控制摘要】锅炉四管泄漏事故在电厂运行非计划停运中占比很大，极大地影响了机组的稳定安全运行。
从技术方面分析主要原因是四管泄露。
其中受热面的超温运行也会引发爆管，并占有很大比例。
【关键词】锅炉管壁超温率爆管一、广安电厂600MW锅炉简介广安电厂600锅炉是亚临界自然循环汽包炉，它采用了前后墙对冲的燃烧方式，一次中间再热，尾部设有双烟道，再热气温采用了烟气挡板调节。
通过汽包排出的饱和蒸汽会依次经过顶棚过热器等，最后高过出口导管由左侧右侧分为两路引出。
过热系统布置了左右两次的交叉，低过出口直接到进口，屏上过了出口之后在至高口到进口之间又会进行一次交叉，这样的方式会减少屏间跟管间的热偏差。
过热器方面采用了两极喷水的方式进行减温，第一级喷水时减温器在低温过热口的出口，可以在粗调方面，并会保护屏过。
二、高温过热器超温的危害锅炉内的工质温度最高的部件当属高温过热器，如果说在运行时管壁的温度超过了钢材耐热温度的极限，管子就有可能会爆裂。
从各种运行的实际情况来看，长期的超温过热是引起爆管的主要原因。
三、高温过热器超温的原因。
影响锅炉高温过热器管壁超温的因素有很多方面，但是主要可以在管外烟气和管内工质方面进行分析，另外还与高温过热器本身的设计施工安装是否合理有关。
下面分别就上述各种原因加以论述，最终结合广安电厂600MW机组实际的超温情况具体分析超温的原因。
3.1 烟气侧的吸热不均。
在实际进行操作运行的时候，因为安装和施工的方面会面临着各种各样的变化。
热负荷会有较大的区别，各种蛇形管的洗个程度也不同，烟气分布的温度和速度也会出现不均匀的现象，这就造成了过热器的热力不均匀，除此之外煤粉跟空气也存在不均匀的情况，主要是火焰延长到炉膛上部，管束中形成烟气走廊，这些都是高过管壁超温的原因。
3.2 蒸汽侧的流量不均当每一根管子的结构都一样，但是进出的端口所承受的压力不同时，蒸汽的气流就会不一样，压力差距比较大的管子蒸汽的质量就会很多，反之，蒸汽的气流量就会很少。
锅炉后屏过热器金属管壁超温的原因分析和防范措施
循环流化床锅炉外置换热器低温过热器受热面温升调节特性研究
内均 流 室风量 、 外均 流 室风 量 、 热 室风量 等参数 对一 级低 温过 热 器温升 的 影响 不尽 相 换
同， 中 内、 其 外均 流 室风 量是 一 级低 温过 热 器 温升 的主要 调 节 参数 ， 调 节 幅度 可 满足 其
锅 炉 实 际运 行 要 求 。 ・
［ 关
键
词 ］ Ｃ Ｂ锅 炉 ； Ｆ 外置换 热器 ； 温过 热 器 ； 低 温升 ； 温度 调 节
２ Ｊａ ｇ ｉＦｅ ｙ ｗｅ ｎ ｒ ｔｏ ｄ， ｎ ｉ３ ６ ０ ， ｉｎ ｉ ｏ ｉｃ Ｐ ． ｉｎ ｘ ｎ ｉＰｏ ｒＧｅ ｅａ ｉｎＣｏ Ｌｔ Ｆｅ ｙ ３ ６ ７ Ｊａ ｇｘ ｖｎ ｅ， ＲＣ Ｐｒ
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循 环 流化 床锅 炉外置换 热器低 温过 热器 受 热 面 温 升 调 节 特 性 研 究
林 显 敏 陈 文 ， ，魏友 鸽 余 武 高 毛 晓 ， 智 微。 陈念祖 ， ， 飞 王 ，
１ 江西省 电力科 学研 究 院， 西 南 昌 ． 江
３３ ０ ０ ９６ ・
宜 ２ 江西分 宜发 电有 限责任公 司， ． 江西 分
超(超)临界机组锅炉启动初期过热器管壁超温研究
炉侧 ， 大多是 由于锅炉 四管 泄漏所 引起 ． 组启 且 机
动 阶段工 况变 化 相 当 复杂 ， 热 面 很 容 易 出现 超 受
过热器 吸收烟 气 的 辐 射热 和 对 流 热 ， 将 热 再 量 传 递给 管壁 内的蒸 汽 ， 因此 炉 侧 烟气 量 的增 加 和烟 温 的提 高 ， 均会 使壁 内 的蒸 汽温 度升 高． 管 在
文 章 编 号 ：１０ ４ ２ （０ ２ ０ ０ ２ ０ ０ ６— ７ ９ ２ １ ）３— ２９— ４
超 （ ） 界 机 组 锅 炉 启 动 初 期 超 临 过 热器 管壁 超 温 研 究
葛 浩 ，冯伟忠
２０ ３ ） ０ １７
（． １ 上海 电力 学院 ， 上海 ２ ０ ９ ；． ００ ０ ２ 上海外 高桥第 三发电有限责任公 司 ， 上海
１ ２６． ＯＴ． Ｃ Ｉ Ｉ
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２１ ０ ２年
工质流量 的减少和饱和温度的变化等也会引起管
壁 内蒸汽 的流 量 和进 口温 度 不变 的情 况 下 ， 壁 管 内蒸 汽温度 的升 高可 能 会 引起 受 热 面 超 温． 同 相
温， 并在 受到冷 热 冲击后 出现 氧化 皮集 中脱落 ， 导 致 管道 堵 塞 ， 至发 生 爆 管． 甚 因此 ， 如何 在 机组 启 动 阶段 防止受 热面 超温成 为减 少 电厂停 机故 障 的
主要途径 ．
原理 ， 在锅 炉燃 烧程 度保持 不 变 的情 况下 ， 管壁 内
收 稿 日期 ：２ １ ０ １—１ ０—１ ７
通讯作者简介 ：葛浩 （９ ８一） 男 ， １８ ， 在读硕士 ， 山东菏泽人． 主要研究方 向为超 超临界发 电技术． － ａ ：ｅ ａ２ ０ ＠ Ｅ ｍ ｉ ｇｈｏ０ ６ ｌ
垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀与对策研究
垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀与对策研究摘要：在垃圾焚烧处理操作中，垃圾所含有大量的氯、硫等元素，在高温的作用下这些元素会形成酸性气体，之后与锅炉受热面上的金属反应，转变成金属氯化物、金属硫化物等腐蚀产物，最终造成锅炉受热面被腐蚀和损坏。
受热面高温腐蚀问题是影响锅炉安全稳定运行的关键因素，所以，垃圾焚烧厂必须明确影响受热面高温腐蚀的相关因素，提出有效的解决对策。
关键词：垃圾焚烧；锅炉；受热面；高温腐蚀；对策垃圾焚烧主要是借助于高温燃烧垃圾，将无机物质转变成废气、灰渣，将有机物质转变成水、二氧化碳，该处理方式具有减量化程度高、无公害、废弃物资源化利用等优点。
因此，当前我国各地纷纷建设垃圾焚烧厂，以进一步缓解垃圾围城的问题。
然而随着垃圾焚烧厂使用时间的增长，锅炉受热面往往会出现高温腐蚀甚至穿管等问题，这些问题会大大降低锅炉运行的安全性与稳定性。
基于此，垃圾焚烧厂必须积极探索可以有效解决锅炉受热面高温腐蚀问题的对策，从而保证自身运行的可靠性与运行效率，减少维护量。
一、垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀的相关概述在垃圾焚烧处理过程，锅炉内会产生大量具有较强腐蚀性的复杂气体、氯化物与硫酸盐等，这些物质在高温的作用下会导致受热面被腐蚀。
垃圾焚烧锅炉受热面腐蚀大多发生在过热器、预热器、水冷壁等位置。
同时，垃圾组分具有不定性，垃圾焚烧时锅炉内的垃圾燃烧温度与工质参数往往会产生较大范围的波动，致使受热面金属更快疲劳，形成疲劳裂纹，加上外部腐蚀性气体侵蚀裂纹间隙，导致管壁腐蚀速度加快。
据国内外相关实验研究发现：在垃圾焚烧锅炉不同受热面区域（水冷壁、尾部烟道、省煤器、过热器等）的腐蚀情况的模拟分析中，锅炉受热面上的腐蚀与气、液、固多相耦合过程以及烟气中的硫化物、氯化物、碱金属化合物等存在非常密切的联系，且锅炉内气氛、重金属含量等均与腐蚀发生相关[1]。
垃圾焚烧所产生的烟气中含有的固态颗粒和频繁吹灰，也会导致受热面金属管壁腐蚀磨损。
锅炉金属管壁超温分析及运行控制
［ 摘 要］ 锅炉是发电厂的主要设备， 锅炉 的质最影响着发电的正常运行。 本文以某发电厂为案例， 锅炉运行实际情况及设备结构上从分析了炉金属管壁超 温 的原 因 ， 提 出了 防止锅 炉金 属管 壁超 温 的一 系列 措施 。 并 且指 出控 制锅 炉金 属管 壁超 温 的关键 是控 制炉 膛 出 口烟 温 、 努力 消 除炉 内热偏 差 。 ［ 关键词 ］ 锅 炉金 属 管 壁超 温 问题 分析 运 行 控 制 中图分类 号 ： Ｆ ２ ７ ４ ； Ｆ ４ ２ ６ ． ２ ２ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） １ ９ — ０ ０ ２ ６ － ０ １
壁结 渣 。
１ ． 锅炉 金属 管璧 超温 原 因分析
１ ． １ 煤质 的影 响
炉 内火焰 中心位置 提高必 将导致 炉膛 出口烟温的 升高 ， 从而 可能导致 高温
对流 过 热器 或 高温再 热器 金属 管壁 超温 。 当燃 用 发热量 高 的山西煤 炭 时 ， 煤 颗
பைடு நூலகம்
粒燃 烧 时间 长而使 炉 内火焰 中心位 置提 高 ， 同时 ， 炉 内火 焰强度 在沿 炉膛 宽度 方 向上分布 并不均 匀。 煤 粉燃烧 时 间的廷长使 对流部 分烟气 温度 的不均匀程 度 受炉 内燃烧 的 影响更 为 明显 。
（ ３ ） 加强炉内受热面特别是水冷壁的吹灰， 定期向燃用原煤 中 添加除焦剂 ，
保证炉内受热面清洁 ， 定期进行省煤器吹灰， 提高省煤器 出口水温， 减少燃料 量。 定期 进行 空 气预 热器 吹灰 ， 提 高热 风温 度 ， 增加 辐 射传 热量 ， 降 低烟 温 。 （ ４ ） 确保 省煤 器 后氧 量 不小 于３ ％， 减 少炉 内还 原性 气氛 的 出现 ， 尽量 控制 甲、 乙两侧氧量偏差在１ ％以内。 （ ５ ） 升降 负荷 时及时调 整 ， 增减 燃料量 时要 适量 ， 确保 汽压 与氧量 不要有 大 幅 变化 ， 使 热负 荷 与 电负 荷相 匹配 。 （ ６ ） 合理进行制粉系统的搭配。 在壁温平均较高时尽量倒用下排制粉系统运 行。 逐渐摸索哪些制粉系统的搭配使用可以互相弥补粉管出力的不均， 以减少
过热器再热器炉外壁温测点结构和报警温度设定值的探讨
２ ３ 热 电偶 热接 点与 管子 外壁 之 间的温 差 ． 从 热接 点处 的 热 平 衡 来 看 （ １ ， 管 子 外 壁 流 图 ）从
向热接 点 的热 流为 ｑ 热 接点 向环境 的散 热热 流 为 ｑ ， ，
沿 热 电偶长 度方 向的散热 热 流为 ｑ 。 。 当达到 热平衡 时 ， 有 如 下关 系式 ：
维普资讯
的紊流 度足 以使 管 内 汽 温 非 常均 匀 ， 会 发 生 近 管壁 不
处 的蒸 汽温 度低 于 主流 汽温 的情 况 。 ２ ２ 管子 外壁 与管 内蒸 汽之 间的 温差 ． 由于测 点 处 的管 外 环 境 温 度 比管 内蒸 汽 温 度 低 ，
管 径 为 ｄ４ ． ４ ５ｍｍ×７ ｍｍ， 行压 力 为２ ． ５ＭＰ ， 运 ５ ８ ａ 计 算 管 壁所 受 应 力 为 ６ ． ａ ９ ５ＭＰ 。管 组 中偏 差 管 的 出 口 炉 内实际 管壁 温度 为 ６ ５℃ ， 计算使 用 寿命 为５ ４ ３ 其 ． 万 ｈ 只有设 计 寿命 １ ， ０万 ｈ的一 半 左右 （ Ｐ ４ Ｈ 钢 材 在 Ｔ ３７ 该 应 力下 １ Ｏ万 ｈ寿命 的 对 应温 度 为 ６ ５℃ ） 属 于 超 ２ ， ２ １ 管 内蒸汽 温度 分布 的均 匀性 ．
果 炉外 壁温 测点 的 测量 温 度偏 低 １ ０℃ ， ５ ５℃ ， 为 ９ 按
５ ５℃ ＋３ ９ ０℃ 一６ ５℃计算 的偏 差 管 出 口炉 内管 段 寿 ２ 命为 １ ０万 ｈ 则 属 于不超 温 情况 。可见 壁 温测 点 的测 ，
量 准 确性 对于超 临 界和超 超 临界锅 炉 的过热 器 和再 热 器运行 安 全性 （ 是否 超温 的判 断 ） 和经 济 性 （ 温管 段 高 寿命 ） 至关 重 要 。
某燃煤电站锅炉过热器TP347H_管内壁氧化皮剥落案例分析
◼引言随着高参数、大容量燃煤发电机组的发展，燃煤电站锅炉管内蒸汽处于高温高压状态，对锅炉管材料具有较强的腐蚀性，随着锅炉服役时间的增加，锅炉管内壁产生大量的氧化皮。
由于氧化皮与基体线膨胀系数不同，在锅炉管温度波动的过程中极易导致氧化皮剥落堵管，引起锅炉管超温爆管[1]。
而灵活性调峰过程，锅炉管壁温频繁发生波动，加速了氧化皮剥落堵管。
对电站的安全运行产生不利影响。
氧化皮生长及剥落是燃煤电厂常见问题，但由于受到材料类型、蒸汽参数以及运行情况影响，氧化皮问题始终未得到有效解决。
因此，为了缓解氧化皮的生长与剥落，首先需要弄清氧化皮的性质。
某电厂因发生锅炉末级过热器管爆管事故，发现锅炉管内存在大量氧化皮，本文对该末级过热器内壁氧化后剥落的氧化皮进行了分析。
本文的目的在于展示燃煤电站过热器管内壁剥落的氧化皮形貌、成分以及物相组成。
◼1 炉爆管的情况该锅炉为超临界350MW锅炉。
为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，单炉膛、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置。
末级过热器位于折焰角上方，入口段的管子材料为T91，出口段的管子材质为TP347H。
该锅炉已经累计运行2.12×105 h，过热器出口压力为25.4MPa，温度为571℃。
对爆管位置勘测发现，爆口位置为锅炉一侧从前往后数48排，从左向右数第2根管子，与顶棚位置相距1.5m左右。
对爆口附近管段取样并观察其组织及内壁氧化皮情况。
某燃煤电站锅炉过热器TP347H管 内壁氧化皮剥落案例分析"梁慧超（黑龙江省江河流域保护中心，黑龙江 哈尔滨 150046）摘要：燃煤电站深度调峰和快速变负荷能力是实现可再生能源电力系统的关键。
然而，深度快速变负荷造成锅炉高温锅炉管、集箱、主蒸汽管道等关键部件损坏，频繁引发机组非计划停机事故。
大容量高参数机组的应用导致，锅炉管内壁发生大量的氧化皮生长现象，而灵活性调峰增加了氧化皮剥落的风险。
文章分析某电厂在运行时氧化皮剥落问题，对截取的过热器管段内壁氧化皮形貌、物相成分等进行了分析，并对电站运行过程氧化皮剥落提出了应对策略。
基于神经网络的锅炉过热器和再热器管壁温度预测研究
基 于 神 经 网 络 的锅 炉 过 热 器 和 再 热器 管 壁 温 度 预 测 研 究
周 云 龙 ， 耀 雷 苏
东北 电力 大学能 源与机械 工程 学院 ， 吉林 吉林 １ ２ １ ３ ０２
［ 摘
要 ］ 提 出了采用 Ｂ Ｐ神 经 网络和 Ｒ Ｆ神 经 网络 对锅 炉 过 热 器和 再 热 器壁 温 进 行预 测 的方 Ｂ 法， 经过 网络训 练和 测试 ， 使预 测 的管壁 温度有 一定 的 准确度 。ＲＢ Ｆ神 经 网络 较 Ｂ Ｐ神
经 网络误 差更 小 ， 稳 定 ， 适 合 于预测 锅炉过 热 器和再热 器 的管壁 温度 。 更 更
［ 关 键
词］ 锅 炉 ； 热器 ； 过 再热 器 ； 经 网络 ； 温 ； 测 神 壁 预
２３ ３ ［ 中图分类 号］ ＴＫ ２ ．
［ 文献标识 码］ Ａ
３６ ２ ２） ０２ ５ ［ 章 编 号］ １ ２— ３ ４（ ０ｌ ０５— ０ ２— ０ 文 ００
Ｉ Ｏ 编 号］ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ２—３ ６ ． ０ ２ ０ ． ２ － ｌ Ｄ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ｎ １ ０ ３４ ２ １．５ ０２
Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ ＰＲＥＤＩ ＴＩ ＣＩ ｏＮ ｏＦ ＴＵＢＥ —Ｗ ＡＬＬ ＴＥＭ ＰＥＲＡＴＵＲＥ
Ｉ Ｓ Ｎ ＵＰＥＲＨＥＡＴＥＲ ＡＮＤ ＲＥＨＥＡＴＥＲ ｏＦ ＢｏＩ ＬＥＲ ＢＡＳ ＥＤ Ｎ ｏ ＮＥＵＲＡＬ ＮＥＴＷ ｏＲ Ｋ
差 大造成超温 ； 锅炉 的运行 方式 、 质 的参 数 （ 质 流量 工 工 整体偏低 ） 等都有 可 能 使锅 炉 超 温爆 管Ⅲ ， 主要 因素 其
有：
温爆 管现象 经常 发 生 ， 其 是 过热 器 和 再 热 器 超 温爆 尤
火电厂锅炉高温过热器 再热器管壁氧化皮生成与剥落机理研究
火电厂锅炉高温过热器再热器管壁氧化皮生成与剥落机理研究火电厂锅炉高温过热器再热器管壁氧化皮生成与剥落机理研究1.引言火电厂锅炉是现代工业发电的重要设备之一，在其运行过程中，高温过热器与再热器是关键部件，起着提高锅炉热效率和保证供电安全的重要作用。
然而，由于高温氧化条件的存在，管壁会生成氧化皮，进而影响设备的稳定运行。
因此，研究管壁氧化皮的生成机理与剥落机理具有重要的理论和实践意义。
2.高温过热器与再热器管壁氧化皮生成机理2.1 高温氧化反应高温过热器与再热器管壁在高温下与燃烧气体中的氧发生氧化反应，生成金属表面的氧化皮。
这一过程主要受到温度、氧化性环境等因素的影响。
高温条件下，金属表面的氧在与燃烧气体中的氢还原反应较弱的情况下，会与金属表面形成氧化物膜，促使氧化皮的形成。
2.2 腐蚀介质高温过热器与再热器管壁受到的腐蚀介质主要是燃烧气体中的水蒸气、SO2、氧等。
其中，水蒸气是管壁腐蚀的主要因素之一，其会与管壁金属形成氢氧化铁等腐蚀产物，进而加速氧化皮的生成。
3.高温过热器与再热器管壁氧化皮剥落机理3.1 热应力高温氧化皮与金属基体之间存在着不同的热膨胀系数，当管壁温度变化较大时，氧化皮与金属基体之间会产生热应力，导致氧化皮的剥落。
特别是在急冷急热循环的情况下，热应力的作用更加明显。
3.2 振动疲劳火电厂锅炉运行过程中，管道会受到水蒸气的冲刷和振动的影响，导致管壁产生疲劳破坏。
研究发现，氧化皮与金属基体之间的结合较弱，振动作用下容易发生剥落。
4.研究方法为了研究高温过热器与再热器管壁氧化皮的生成与剥落机理，需要采用一系列实验方法和理论模型。
4.1 金相显微镜观察通过金相显微镜观察氧化皮在金属表面的分布情况，分析氧化皮的形态和组织结构特征。
4.2 热应力分析利用热应力分析方法，测量管壁在不同温度下产生的热应力大小，探究热应力对氧化皮剥落的影响。
4.3 振动实验通过对管道进行振动实验，模拟锅炉运行过程中的振动情况，观察氧化皮在振动作用下的剥落情况，验证振动疲劳对氧化皮剥落的影响。
某型号锅炉末级过热器流动特性的三维数值研究
维模型。 由于末级过热器结构复杂 ， 将整个 流场划分为若 干个子区域 ， 分别划分网格 ， 建立其 三维网格模型。采用 ｋ 湍 —ｅ 流模型 ， 结合末级过热器现场测试的部分参数 ， 对烟气的速度场和固相的颗粒轨迹场进行 了数值模拟 ， 为研究烟气对末级过 热器管道 的冲刷磨损提供 了有效数据 ． 为进一步分析过热器管道剩余寿命提供一定的理论指导 。 关键词 锅炉 末级过热器 流场 数值模拟
０ 引 言
锅炉水冷壁 、 过热 器 、 热 器 和省 煤 器 （ 再 简称 锅 炉“ 四
管”一直都 是电站锅 炉安全 运行 的关键 。某 发 电厂连续 ３ ） 年内 ， 四管” 因“ 爆漏造成的 全厂非计划停炉分别 占全厂非停
总数 的 ７ ．％、３８ ２７ ５ ．％和 ６ ％［ 。因此 ， 高锅炉 “ ０ １ Ｊ 提 四管 ” 的
言 ） （） 【＋＼Ｊ （＋ ＝ （ 丝垒＋ 麦 ｕ毒 ａ ｘ ｅ￣ ／１ Ｏ
ｃ ＋Ｅ一 ＋ ．（ ｃｂｃ譬 ｓ Ｔｃ ３） ２ Ｅ ｋ Ｃ
另外模型的附加方程包括密度方程 ：
（） ３
（ ２ ）
式中， Ｉ＝１４ ， ２＝１９ ， 。 ． ， ＝１３ ＝１Ｏ 。 Ｇ。 ．４ Ｃ。 ．２ ：０ ８ ．， ．ｒ
肖琨 王强 王信群 刘 富君２ 袁 昌 明
（． １中国计量学 院质量与安 全工程学 院
摘 要
杭州 ３０ １ ； ２ 浙江省特种设备检验研究院 １０ ８ ．
杭州 ３￣２ ） １ ０ ￣
为定量分析某 电站锅炉末级过热器 的烟气中颗粒冲刷磨损状况 ， 基于 ａ 软件 Ｆ ｅ ， ｌ ｎ 建立了过热器管道的三 ｕｔ
ｒ ｄａ ，￣ ｈ Ｄｍ ｄｌ ｈ ｌ ｔ ｄｉ ｉ ｄｄｉｏ８ｌ ｓｂ ｅ ０ｓ ｎ ｂ一 ｅｉｌ３ ｄ ｒ ｏ ｍｃｅ．Ｔｅｋ—ｅ ｏ ｙａ ｕ ｌｙｔｅ ｎ ｏ ３ ｏｅ，ｔ ｏ ｉ ｓｄ ｅ ｎ ０ ｕ —ｒ ｔ ｄｓ ｇ ｌ Ｄ ｅｆ ｗ ｅ ｌ ｉ ｖ ｔ Ｉ ｌａ ｕ ０ｓ ｓ ｅｃｍｔ ｔ ａ ｄ ｈ ｔ ｎ ￣ｌ
锅炉低温过热器管损伤研究及预防对策
ＪＩＡ Ｘｉａｎｇ－ｌｏｎｇ ．ＹＵ Ｓｈｅｎｇ－ｊｕｎ
（１．Ｓｈａａｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ ７ １００５４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄａｔａｎｇ Ｂｉｎｃｈａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｉｎｃｈａｎｇ ７１３５００，Ｃｈｉｎａ）
为了保障锅炉 的安全运行 ，防止类似 事故 的再 次 发 生 ，对该 低 温过热 器 管减 薄原 因进 行分 析 ，找 出减 薄 的原 因 ，为机 组 的安全稳 定 运行提 供有 效 的依 据 。
管样 和原 始管样 。从宏 观看 ，减薄 管样 向火面和 背火 面均有 氧化特征 。减 薄管样 向火 面有长约 ４５０ １Ｔｉｍ，宽 约 ３５ ｌｑｑｍ 明显 减 薄 面 ，减 薄 处 最 薄 ４．１ ｍｍ，减 薄率 达 ４１．４％，而且减薄面处有多处腐蚀坑 ，见 图 １和 图２。
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｉｎｃｉｄｅｎｔｓ ｏｆ Ｌｏｗ Ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ Ｂｏｉｌｅｒ Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒ
１
‘ ·
一
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ａｎｄ ｉｔｓ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｅａＳＵｒｅＳ
锅炉过热器金属壁温与爆管
２ １ １ 金 属 蠕 变 ．．
金属 蠕 变 是 金 属 在 高 温 下 ，即使 所 受 应讯
经验 与探 讨
湖
南
电
力
第 ２ ２卷 ／ ０ ２年 第 ３期 ２０
当应 力 保 持 不 变 时 ，温 度 和 蠕 变 速 度 、断 裂 时
（ ２）
ｒ — ａ ｑ册’ ｅ
式 中 ａ 常数 ， 为气体常数 ， 是 尺 ｑ为 蠕 变 激 活 能 ， ７为绝对温度 ， 为蠕变速度 ， 蠕变常数 。 １ 。 ｒ为
从 式 （ ）可 以 看 出 ，当应 力 保 持 不 变 时 ，金 属 １ 温 度 愈 高 ，蠕 变 速 度 愈 大 。由式 （ ）可 知 ，随 着 温 ２
某 厂 １８ ９ ９年 ９月 至 １ ９ ９ ２年 ２月 过 热 器 爆 管 的 统 计
情 况。
相 应 的变 化 。蠕 变 曲 线 的 形 状 随 金 属 温 度 的不 同 而 有 所 改 变 ，不 同 温 度 下 的 蠕 变 曲线 如 图 １ 示 。可 所 以看 出 ，金属 温 度 较 低 时 （ 曲线 ） ｔ ，曲线 由 ２个 阶 段 组 成 ， ２阶 段 的 时 间可 能 很 长 。当温 度 较 高 时 ， 第 蠕 变 第 ２阶 段 较 短 并 出现 蠕 变 第 ３阶段 （ 图 １中 如
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第 ２ ２卷 ／ ０ ２年 第 ３期 ２０
湖
南 电
力
经 验 与 探 讨
锅 炉 过 热 器 金 属 壁 温 与 爆 管
张 凌 字 樊 伟 捷 湖 南岳 阳 巴 陵石 化 有 限 责 任 公 司 （ 南岳 阳 ４ ４ ０ ） 湖 １ ０ ３
摘
要
分析 了超 温对 管金 属 结 构 性 质 的 影 响 ， 过 实 际运 行 情 况 与 统 计 分 析 相 结 合 ， 通 证
关于锅炉过热器管壁超温解决办法的探讨
关于锅炉过热器管壁超温解决办法的探讨【文摘】对华电红雁池电厂#1锅炉高温过热器管屏长期存在超温现象进行分析，经运行采取各种调整措施无效果的情况下，对引起超温的原因进行了论证，并提出了对设备的改造意见。
【关键词】超温过热器出口集箱更换1、前言华电红雁池电厂#1锅炉为武汉锅炉厂制造的WGZ 670/13.7-10型超高压锅炉，基本型式为：自然循环、一次中间再热、倒U型布置、中速磨正压直吹式制粉系统、直流燃烧器四角切圆燃烧。
#1锅炉高温过热器布置在折焰角上方水平烟道，属于对流式传热方式。
高温过热器受热面蛇行管排沿炉膛宽度方向布置有97排，高温过热器材质：T91，管子规格：Φ42×5.5，计算管壁温度：579℃，允许管壁温度：565℃。
2、设备现况2.1存在问题#1锅炉高温过热器管屏长期存在超温现象。
在实际运行当中，不管任何磨的运行组合方式，都存在着高过管壁超温现象。
主蒸汽温度升至额定值535℃时，高过部分管壁温度达565-570℃以上。
高过管壁超温严重影响锅炉安全运行，为防止锅炉发生爆管事故，目前采取降低主汽温度措施，来防止超温。
#1锅炉高过超温最严重的主要有以下三个超温点，位置：1)测点名XB05TE103，位置在高过出口蛇形管第24排。
2)测点名XB05TE107，位置在高过出口蛇形管第62排。
3)测点名XB05TE111，位置，高过出口蛇形管第82排。
机组80%负荷，上层三台磨煤机运行，主汽温度532℃时纪录的高过各排金属管壁温度如图表1所示#1炉沿宽高过各管屏温度(负荷160MW ，#2、3、4磨运行)图表12.2设备规范#1锅炉高温过热器主要技术参数及设备规范名称项目单位设计数据备注高温过热器型式/对流式受热面积m21096外径及壁厚mmΦ42×5.5材质/T91进口/出口温度℃474.5/540根数个97×3管壁温度高报警℃560高温过热器出口联箱个Ф356×55mm12Cr1MoV2.3对设备危害2000年6月#1锅炉投运以来，一直存在着高过管屏超温情况。
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锅炉过热器管壁温度特性研究李坚隆,曾汉才(华中科技大学,湖北武汉 430071)[摘 要] 对一台锅炉过热器壁温在不同负荷下的变化情况进行了讨论。
通过传热计算、现场实测以及对过热器管的金相分析等方法,得出在低负荷工况时,具有辐射或半辐射特性过热器的金属壁温有可能随负荷的下降而升高。
对于以带基本负荷为设计原则的锅炉,长期在低负荷下运行,发生过热器超温爆管的可能性会增大。
[关键词] 锅炉;过热器;爆管;管壁温度;传热计算;金相分析[中图分类号]TK223.3+2 [文献标识码]A [文章编号]10023364(2005)03003403某电厂350M W机组锅炉为日本石川岛播磨重工株式会社制造的IH I FW型自然循环炉,露天布置。
每台锅炉配置5台M BF型中速磨煤机,每台磨煤机带一层4只燃烧器,燃烧器为前后墙对冲布置。
电厂按具有调峰能力的基本负荷设计,最低负荷为25% MCR。
锅炉布置如图1所示,锅炉主要参数见表1。
PSH为一次过热器;PDW为分隔墙过热器;PL T为屏式过热器;FSH为末级过热器;RH为再热器图1 锅炉布置表1 锅炉主要参数项 目数值蒸发量/t h-11070过热器出口蒸汽温度/541过热器出口蒸汽压力/M Pa17.3再热器蒸汽流量/t h-1886再热器进口蒸汽温度/320再热器进口蒸汽压力/M Pa 3.5再热器出口蒸汽温度/541再热器出口蒸汽压力/M Pa 3.4给水温度/276在锅炉尾部垂直竖井中设有烟气挡板,以改变前后两个并联竖井的烟气量分配,达到调节再热蒸汽温度的目的。
1 锅炉过热器系统过热器系统流程如下:汽包!炉顶及包覆墙过热器!一次过热器(一级喷水减温)!分隔墙过热器(左右交叉)!屏式过热器(二级喷水,左右交叉)!末级过热器。
PSH位于锅炉尾部垂直竖井中,逆流布置,热交换面积为870m2,材质为ST BA22S和ST BA42 E;PDW布置在炉膛顶部,沿炉膛宽度35屏,材质为ST BA22S和ST BA24;PLT和FSH依次布置在炉膛出口,热交换面积分别为960m2和830m2,材质为技术交流STB24和T91。
制造厂在强度计算中选用过热器各段金属的最高工作温度见表2。
为了防止过热器超温,在各段过热器出口引出管(非加热段)上安装了炉外壁测点(可以认为十分接近于蒸汽温度),并设置了报警装置,报警温度值见表3。
表2 过热器各段金属最高工作温度项 目数值材质一次过热器/430S TBA22S(顶部管)分隔墙过热器/484S TBA22S屏式过热器/516屏式过热器/547T91(出口加热段)屏式过热器/552S TBA24(出口加热段)末级过热器/549S TBA24(入口加热段)末级过热器/554S TBA24(弯曲段)末级过热器/567T91(出口过热段)表3 报警温度值项 目高负荷低负荷一次过热器/不设报警不设报警分隔墙过热器/522566屏式过热器/558591末级过热器/5826162 负荷变化与过热器金属温度2.1 过热器传热计算(1)平均热负荷q o(W/m2)q o=T g-T s(2!( +1)+1h2)+1h1(1)式中:T g为烟气温度,;T s为过热蒸汽温度,; 为管子外径与内径之比; 为均流系数;为管壁厚度;!为管壁导热系数;h1为h gz+h d+h f∀(W/(m2 )); h2为过热蒸汽的对流换热系数,W/(m2 );h gz为沿管周的热负荷不均匀系数;h d为烟气对流换热系数,W/ (m2 );h f为烟气与管子的辐射换热系数W/(m2 )。
(2)过热器金属壁温T()T m=T s+ q max∀(2!( +1)+1h2)(2)T om=T s+ q max∀(2!( +1)+1h1)(3)式中: q max=∀k∀∀r1∀q o;T m为平均壁温,;T om为外壁温度,;∀k为沿烟道宽度的热不均匀系数;∀r1为热力不均匀系数。
计算中选取的锅炉负荷为100%、75%、50%、25%M CR。
2.2 计算结果及分析(1)PSH从布置位置来看属于对流式过热器,但实际上却具有类似辐射过热器的特性(图2),其原因主要是:1)PSH位于与再热器(RH)并联的竖井烟道中,通过PSH的烟气量完全取决于RH的汽温调节需要,因烟道中的烟气挡板是联动的,即RH的挡板开, PSH的挡板关小。
按制造厂设计,在25%负荷时, PSH前的烟气温度为700,RH烟气挡板全开(开度为100%),85%的烟气量通过RH,15%的烟气量通过PSH,过热器的两级减温喷水量均为零。
实际上,在机组验收试验中,25%负荷时,第一级喷水量1号炉最大为26.5t/h,2号炉最大为29.4t/h,因此通过PSH的烟气量肯定已大于15%。
经过多年运行,炉膛和受热面的清洁程度都已不及投产初期,加上运行中可能出现的结焦、积灰以及燃烧工况的变化,25%负荷下PSH前的烟气温度可能达到800。
为了保证RH 的出口蒸汽温度,RH烟气挡板开度仅为50%~80%。
此时,PSH烟气挡板联动开大,相对应通过PSH的烟气量增至烟气总量的32%~44%,而通过PSH的蒸汽量则随负荷降低而减少,出现了PSH在低负荷下汽温和金属壁温都比高负荷时高的现象;2)PSH之上有一个很大的烟室,该烟室对PSH顶部第1排管子的辐射换热系数h f不仅远大于烟气对流换热系数h d,而且也远大于PSH的整体辐射换热系数h f(图3),具有明显的辐射特性,在低负荷下的壁温明显升高。
经长期连续低负荷运行,最终导致过热爆管。
图2 过热器(T m-T g)与负荷的关系(电算结果)(2)PLT和FSH属于辐射过热器,在50%以上负荷,金属壁温随负荷下降而呈下降趋势,在50%以下负荷金属壁温随负荷下降而有所上升(图2)。
在25%以下负荷时,PLT和FSH的出口蒸汽温度能达到530和540。
因此,其金属壁温将会超过600。
技术交流图3 一次过热器的烟气侧换热系数(电算结果)(3)PDW 属于辐射过热器,在75%以上负荷,金属壁温随负荷下降而呈下降趋势。
在75%以下负荷,金属壁温随负荷下降有较明显的上升(图2)。
PDW 的热负荷与锅炉负荷下降不成比例。
25%负荷的热负荷为100%负荷时的50%,而蒸汽的管内对流换热系数仅为100%负荷时的13%,再加上燃烧偏差等因素,PDW 的金属壁温最高可达到650 。
2.3 实测结果图4为根据实测结果绘制的过热器炉外壁温与负荷的关系。
在实际运行中,由于各种因素的影响,例如两级减温水量的自动调节等,使计算结果与实测结果会有一些偏差。
加之实测的只是炉外壁温,虽与炉内真实壁温有一定联系,但毕竟已十分接近相应点的汽温。
通过对比发现,除PSH 外,其计算结果和实测结果的变化趋势基本一致。
图4 过热器炉外壁温与负荷的关系3 低负荷运行对过热器工作寿命的影响温度对钢材的持久强度有直接的影响,对于低合金钢,通常当工作温度高于430 以后,随温度的升高,钢材的强度迅速降低,因此,对每个牌号的钢材都规定了其适用的工作温度(表4)。
表4 钢材适用工作温度(用于受热面管子)所用钢材牌号相当的国内牌号适用温度范围/S TBA22S15C rM o #540S TBA2412C r2M o #590S A213T 911C r9M o1#635对照前述的计算结果,在低负荷时过热器的金属壁温不但超过了设计强度计算所选用的温度值,也超出了钢材自身适用的温度范围。
加之,制造厂按照非加热段上的炉外壁温测点设定的报警温度明显偏高,起不了报警的作用,这样势必造成低负荷时部分过热器管子处在过热超温的工况下运行。
该厂2台锅炉在投入运行后,通常只有夜间调峰。
在经过一段时间的低负荷(在8个月内有1/3时间机组出力小于40%额定出力)运行后,2台锅炉相继发生多次过热器爆管事故。
4 锅炉各段过热器宏观检查和金相分析(1)外观检查发现PSH 顶部管子大面积胀粗,第2排管子也有不同程度的胀粗现象。
爆管试样向火面的金相分析显示材料组织为完全球化,同时存在极小量的新生珠光体,表明温度达到745 ;背火面组织为轻度球化。
对胀粗未爆管试样的金相分析同样显示了其向火面组织完全球化。
(2)对PDW 爆管试样的金相分析显示其组织为铁素体加贝氏体,均已沿变形方向拉长,除小裂纹外,还有一些拉伸变形所产生的洞。
向火面和背火面均为中度球化,爆口中心金属温度达820 ,对未爆管试样的金相分析同样显示其球化等级为中度球化。
(3)FSH 未发生爆管事故,但其向火面外表氧化较严重。
金相分析显示其组织为铁素体加碳化物,铁素体晶内有弥散的均匀点状碳化物,晶界上有链串状碳化物,球化程度为D~E 级。
(4)对各段过热器剩余寿命的估算表明,PSH 顶部管在590 温度下已无剩余寿命可言,PDW 在590 温度下运行,对STBA22管其剩余寿命为10.5个月,FSH 如继续在低负荷下运行,对于ST B24钢管,仅有2∀104h 的剩余寿命。
很显然,长期低负荷运行大大降低了过热器的工作寿命。
(下转第48页)mm。
装配时保证汽封体在120∃和300∃位置分别有0.2 mm+0.25mm作为热膨胀间隙。
装配时汽封径向间隙可以按标准的下限调整,以达到减少漏汽量的目的。
3.3 铜汽封3.3.1 结构与工作原理为解决低压轴封漏真空,改善4号瓦振动,避免一旦发生动静碰磨时,汽封伤及转子,将低压前后轴封共10圈汽封改为铜汽封。
汽封体的外型尺寸也与原汽封体完全相同。
汽封齿是整体车出的,不同之处在于每只铜汽封体背部用工作更可靠的8只螺旋弹簧代替原来的片弹簧,汽封体在螺旋压缩弹簧的作用下推向转子,作用机理与铁素体汽封相同。
3.3.2 铜汽封的安装铜汽封的安装较简单,汽封体不需做任何改动。
装配时保证汽封体在120∃和300∃位置有1.8m m+ 0.30mm间隙,以保证热膨胀顺畅,汽封径向间隙为(0.40~0.75)mm,比原标准小(0.10~0.15)mm。
4 改造效果(1)改造后机组的振动状况明显改善,在几次机组起动过程中,在(2000~3000)r/m in升速过程中,1号瓦轴振均未出现突升超标现象。
(2)高中压缸漏汽情况有较大改善,低压轴封真空泄漏的现象基本消除。
4号瓦发生碰磨振动的几率明显减少。
(3)改造后额定工况下,高压缸效率达82%,比大修前提高了3.97%,中压缸效率达90.6%,比大修前提高了1.11%。
依据国内同类型机组缸效率的影响系数,可估算出大修后因高压缸效率提高引起热耗率下降约66kJ/(kW h),中压缸热耗率下降约27 kJ/(kW h)。
5 结 语(1)对于大跨度转子的高中压合缸机组,特别是转子已经弯曲的汽轮机,兼顾机组的的安全性和经济性,将高中压缸汽封改为自调整汽封是一个比较可行的选择方案。