350MW锅炉末级过热器频繁爆管的处理.pdf

第 2期 2 0 1 0年 3月 锅炉制造 BOI L ER MANUF ACTURI NG No ． 2 M8 1 “． 2 01 0 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 0 0 2 0 0 6 0 0 2 3 5 0 M W 锅炉末级过热器频繁爆管的处理 王永辉， 左国华， 常 乐 哈尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 4 6 摘要 3 5 0 MW锅炉末级过热器频繁爆管 ， 对末过及集箱进行内窥检查和取样检验， 并对炉内相应管屏安装 测点， 采集壁温数据， 分析造成爆管的原因， 针对带5 ％B MC R过热器小旁路的机组采用少油点火启动方式进 行燃烧调整， 解决爆管问题使机组稳定运行。 关键词 爆管； 超温 ； 球化； 燃烧； 少油点火 中图分类号 T K 2 2 文献标识码 A M e a s u r e o n Fr e q u e n t T u b e Ru p t u r e o f F i n a l S H f o r 3 5 0 M W Bo i l e r Wa n g Y o n gh u i ， Zu o Gu o hu a， C h an g L e H a r b i n B o i l e r C o mp a n y L i m i t e d ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Abs t r a c t Ac c o r di n g t o t h e i ns p e c t i o n a n d s a mp l i n g o f f i n a l S H a n d h e a d e r， a s s e mb l y me a s u r i n g p o i n t i n t h e t u b e p a n e l a n d c o l l e c t i n g t h e d a t a o f wa l l t e mp e r a t u r e， t h e r e a s o n o f t u be r u p t u r e f o r 3 5 0 MW b o i l e r i s a n a l y z e d ． T h e u n i t w i t h 5 ％ B MC R s ma l l b yp a s s a d o p t s l e s s o i l i g n i t i o n me t o d t o a c h i e v e c o m b u s t i o n a d j u s t me n t ， s o l v e t h e t u b e rup t u r e a n d ma k e t h e b o i l e r s t a b l e o p e r a t e ． Ke y wo r d s t ub e r u p t u r e； o v e r t e mp e r a t u r e； s p h e r o i d i z a t i o n； c o mb u s t i o n； l e s s o i l i g n i t i o n 0 引 言 1 9 9 8 年投入运行的一台3 5 0 M W 亚临界 自然 循环汽包炉， 一直稳定运行 ， 但是 自2 0 0 8年 1 0月 以来发生多次末级过热器管屏前排管爆管事故， 位 置集中在靠炉右侧管屏下端垂直段接近弯管处。 经对末级过热器炉右侧人 、 出口集箱及部分 管子进行内窥检查和取样检验， 发 现集箱内部清 洁无杂物 ， 前排 材质为 1 2 C r l M o V G 后排 材质 为 G 1 0 2 管子内壁均有不同程度的氧化皮生成 ， 下部非常严重 ， 已经造成氧化皮脱落堵塞。且经 金属检测管材 已经球化 ， 为长期过热所致。 1 原 因分析 锅炉炉管 内壁在一定的高温下形成一层氧化 膜 。厚度一定 、 完整 、 致密的氧化膜对管子有一定 的保护作用 ， 但是一旦氧化膜开裂和破损， 特别是 不锈钢 ， 会在破裂位置有一轮新的氧化膜形成 、 增 厚和脱落的过程， 会使破损位置管壁氧化加剧 、 减 薄加速。 由于基体金属与氧化膜膨胀系数的不同， 在 温度快速变化时会在尖角处 、 棱边上或急剧转弯 处这些应力集中较大的地方造成氧化膜的开裂和 剥落， 剥落的氧化皮在管子下弯头处沉积， 引起管 内流量减少 ， 冷却能力下降 ， 使管子的实际使用温 度升高 ， 造成管子超温。 从运行方式看 ， 自2 0 0 6年 以来 ， 电厂采用了 少油点火的启动方式 ， 这种启动方式能在很短的 时间内达到带满负荷运行， 从冷态仅 5～ 6小时就 能完成启动。另一方 面， 该机组采用容量为 5 ％ 收稿 日期 2 0 0 91 1 1 2 作者简介 王永辉 1 9 8 2一 ， 男 ， 助理工程 师， 从事电站锅炉技术工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 王永辉 ， 等 3 5 0 M W 锅炉末级过热器频繁爆管的处理 6 1 B M C R的过热器小旁路 ， 对于这种小旁路的运行 ， 对燃烧速率限定和过热器汽温的提升速率要求极 其严格。再热器侧 由于启动时间处 于干烧状态 ， 炉膛 出口烟温严重超温。综上所述 ， 对 于 自然循 环锅炉 ， 5 ％B MC R的过热器小旁路 ， 采用少油点 火的启动方式 ， 启动时间太短 ， 势必会造成受热面 超温， 管子材料金属蠕变， 材料组织结构改变 如 珠光体球化 ， 出现应力温度类断裂。 经在末级过热器管屏入 口和出 口管壁上加装 测点监测后得到管壁温度数据及温度分布曲线见 如图 1 和表 1 所示。 表 1 末级过热器入 1 3 ／ 出 口管壁温度 6 7 0 6 5 0 6 3 0 6 1 0 59 0 57 0 55 0 53 0 测点在右侧分布 比较密集 图 1入 口温 度 分 布 曲线 可见右侧 区域为高温 区， 说明烟气流偏 向右 侧 ， 这是 四角切圆燃烧方式在燃烧组织不合理时 比较容易出现 的现象。 2 解决措施 1 针对 目前已经出现 多次爆管 ， 并且经检查 是由于超温造成管材氧化 ， 氧化皮脱落堵塞管子 造成 ， 建议 电厂更换管子。甚至更换高等级材质 的管子。壁温计算结果显示 ， 用于末级过热器人 口材料 1 2 C r l M o V G壁温裕量还是 比较大 的。由 于末级过热器相对来说运行条件 比较好 ， 在末 级 过热器前有二级减温器喷水 ， 而且处于尾部 ， 理论 上使用 1 2 C r l Mo V G是安全的。考虑到可能有运 行方面的原 因造成末过超温氧化严重的情况 ， 建 议 使 用 高 一 档 的 S A 一 2 1 3 T 2 3 材 料 替 代 1 2Cr l Mo VG。 2 改变现有的运行方式 ， 严格限定燃烧率和 过热器汽温的升温速度 ， 并控制炉膛 出 口烟温不 高于 5 3 8 ℃ ， 冷 态启 动时间控 制在 l 01 2小 时 ， 这样控制还有其他两个方面的好处 ， 一方面控制 炉内受热面不 出现超温 ， 另一方面也减少隐性的 因为快速 的温度变化引起的锅炉厚壁元件尤其是 汽包的损坏。 3 对现有燃烧方式进行调整 ， 解决烟气流偏 右侧的问题。在改变燃尽风开度 ， 角度 ， 以及二次 风风速后 ， 烟气流偏右现象得到明显改善 。经调 整后温度分布趋于中间稍高两侧出于同等温度水 平 的结构 ， 并且高温区的总体温度 比调整前降低 ， 说明烟气流偏右 的现象得到解决 ， 烟气流场 比较 均匀 ， 超温问题解决 。调整前后 的温度分布趋势 见 下 图 2所示 。 5 4 0 5 3 0 5 2 0 51 0 5 0 0 4 9 0 4 8 0 4 7 0 4 6 0 图 2燃烧调整前后 高温 区分 布趋 势图 另外 ， 还要加强水处理 ， 降低水侧 氧的分压 ， 减缓氧化膜的增 厚速度 ， 较厚 的氧化膜对传热不 利 ， 降低冷却能力 ， 会 导致管子实 际使用 温度 升 高。 3 结 论 对带有 5 ％B MC R的过热器小旁路机组， 采用 少油点火启动方式， 冷态启动时间应控制在 l O～ 1 2 小时， 并改变燃尽风开度 ， 角度， 以及二次风风速， 以保证烟气流的均匀和机组的安全稳定运行 。 参考文献 [ 1 ] 电厂锅炉原理． 南京工学院、 西安交通大学． [ 2 ] 陈学俊， 陈听宽． 锅炉原理， 西安交通大学． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m