超临界350MW机组直流锅炉受热面超温问题分析

摘 要：350MW超临界锅炉在生产运行时，会产生过热器、再热器管壁等零件的超温现象，因此对这些问题进行了分析，其问题产生原因是：一次风压过高、再热器蒸汽流量过低、控制氧量过高，因此本文对这些问题提出了一些有效的治理措施，只有解决这些问题才能从根本上解决超温问题。

关键词：超临界锅炉；超温；运行调整；给水温度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.133

1 概述

某电力企业的350MW超临界机组使用的是巴威型直流锅炉，其炉膛结构为螺旋结构、组成部分都是钢材、锅炉形式为半敞篷式、安有固态排渣系统、其内部还设有内置无循环泵。其原先设计的煤种其实是80%的阳泉产“无烟煤”和20%的寿阳产“贫瘦煤”相掺煤，但运行时使用的燃料是下层“神华煤”与上层“阳泉煤”混烧。过热器的组成较复杂，组成部分大致有六部分：顶棚、包墙、低温过热器、屏式过热器、后屏过热器和末级过热器。再热器的布置位置有兩处，一处在机组尾端的竖井前烟道，为低温再热器，另一处在水平烟道，为高温再热器，低温再热器组成部分是四个水平管组，有一百二十五片。高温再热器的组成部分是垂直管组，有六十二片。

2 锅炉的受热面的超温现象

此锅炉在设备调试期时，存在许多问题，一是锅炉使用前期，过热器和再热器存在超温问题。二是使用喷水减温器次数过多，调节阀开度还总是高负荷运行，导致出口蒸汽温度不好控制。然而总是会有超温现象，将会对受热面的使用期限有影响，因为超温现象频发，过热器以及再热器将有炸裂风险，对机器设备的安全性十分不利。

3 超温的几点原因

（1）一次风压偏高分析。磨煤机的风煤比变化不大，但是一次风压过高会导致一次风量增加，从而使得炉内的煤粉过多，想要使其达到规定的热量需要充分燃烧，但煤粉的过多，所燃烧用时也就更长，进而使炉膛的火苗高度增加，会导致过热器以及低温器受热过度产生超温现象。尤其是在刚运行时，锅炉内的一次风压过高，煤粉燃烧程度更低，超温现象容易发生。在同一负荷实验下，使用光学仪器对各层火焰温度进行检测后发现，调整一次风压后的火焰温度低于调整前的火焰温度。（2）再热器蒸汽流量偏小分析。通过对再热器发生事故的喷水量以及减温器前后的蒸汽温度差的分析，整理再热器蒸汽流量的数据，结果是蒸汽流量过小。其原因是临机加热器的抽汽量过大，会导致再热器不易冷却，从而发生超温现象。（3）氧量控制偏高分析。二次风比过高是造成炉膛内含氧量偏高的原因，会导致出烟量加大进而使受热面的受热程度提高，这就会导致超温问题。超温发生时，适当合拢低温过热器的烟气挡板，对减少屏式过热器的超温发生有益，但是挡板门的调节，也会导致再热器侧烟气的排放增加，这将对再热器减少超温现象的发生不利。

4 治理措施

对过热器的超温问题，可以缩小二次风量以及调整含氧量来解决。想要解决冷却不足的问题可以通过在运行前期，延长临机加热的时间，能够基本缓解再热器超温的情况。

（1）严格遵循机组启动曲线控制锅炉升温升压速率。锅炉在刚开始升压时，且饱和温度小于一百度的情况下，炉水的升温速率应保持每分钟一点一度以下。在机组升压时，其速度不应大于每分钟0.03MPa升温速率控制在每分钟一点五度以下，运行分离器出口时，其升温速率应控制在每分钟一点五度以下。在机组并网后，锅炉的最大升压速率应不大于每分钟0.25MPa，其温度变化速率控制在每分钟一点五度以下。

（2）提升给水温度。机器运行时，想要增加除氧器的加热温度，可以其加热气源加大功率以及提升蒸汽参数的措施。待炉水质量达到标准后，需要对高温介质快速收集，这样对提高给水温度也有效。然而在合理情况下，降低给水流量也对提高给水温度有作用。当参数达到一定值时，需要及时使用高温低压加热系统。

（3）降低一次风压和一次风率。依照制粉系统实际状况，对一次风量和风速适当调整。调整完一次风量和风速后，再对二次风量进行适当调整，一次风率在16%到20%之间最适合煤粉充分燃烧。风率控制在该范围时，会提高一次风量，对再热器的温度下降有益。

（4）减少二次风量，合理控制炉膛氧量。在锅炉运行时要有充足的风量，但也不宜过大，因为太大的风量反而会导致过热器和再热器的金属面超温。在并网情况下，炉膛出口的氧气含量应小于9%，伴随机器运转，其负荷也会慢慢增加，还需降低出口氧量，慢慢降低控制在3.5%到5%之间。

（5）加强锅炉吹灰。加强空气预热器及炉膛吹灰，对降低各受热面壁温均有好处。应视锅炉各处金属壁温情况，及时合理的进行锅炉吹灰工作。例如：水平烟道屏式过热器、高温过热器、高温再热器壁温过高时，可加强水冷壁吹灰，同时适当放缓低温过热器与低温再热器的吹灰工作；当低温过热器，低温再热器金属壁温过高时，可加强空气预热器及炉膛吹灰外，还应加强水平烟道受热面吹灰工作，增强该部分受热面换热，降低竖井烟道烟温。

（6）合理投入制粉系统。启动磨煤机后，要严格控制燃料投入率过快，当燃烧稳定后再逐步增加燃料量提高锅炉热负荷，防止出现燃料量突增导致无法进行水调节，煤水比失调导致超温。根据不同负荷合理投停制粉系统，150MW 以下尽量不投上层制粉系统，利用加大下层燃烧器对应的 BD 磨煤机负荷，保证炉膛截面热负荷最高处始终处于水冷壁下部区域，使锅炉各受热面介质通流较差时炉膛出口烟温较低。

5 结束语

本文研究的是第一台国产巴威3500MW型超临界锅炉，然而在辅机调试期间有许多问题发生，例如辅机运行前期会产生过热器、再热器不小的超温问题。但是也通过了一些措施得以解决，例如有效控制一次风压、合理规避炉膛火焰中心升高、合理使用临机加热、控制二次风压等措施，这些措施实施后，许多问题都得到了有效解决，辅机也完好运行。本文的研究结果可以对相似辅机的实验作为实例经验。

参考文献：

[1]赵晓光，李士军，汪潮阳，刘志强.超临界350MW机组直流锅炉受热面超温问题分析及控制措施[J].河北电力技术，2014.

作者简介：侯建军（1977-），男，内蒙古乌兰察布人，本科，工程师，研究方向：超临界锅炉运行技术管理。