某电厂350MW超临界锅炉低温再热器超温改造方案研究

范 贤

（华电新疆准东五彩湾发电有限公司，新疆 昌吉 831700）

1 概述

某电厂的350MW超临界项目为空冷供热机组，锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣和全钢悬吊结构Π型锅炉。锅炉燃用新疆高钠煤，其存在非常严重的结渣和沾污特性，根据电厂反馈的信息，锅炉存在结焦、空预器堵塞和磨煤机干燥出力不够，浓缩器磨损以及低温再热器超温等问题。

2 机组运行情况

锅炉实际运行中采取了掺配低钠煤的方案，从实际运行来看，掺配低钠煤后，入炉煤中的结渣和沾污特性得到降低，但是结渣和沾污的特性仍然严重。从锅炉试运行及性能考核时的运行情况分析，燃烧新疆准东煤对锅炉运行带来较大的影响，引起炉膛结渣和受热面沾污，进而影响受热面的传热。造成的主要后果是：

（1）水冷壁吸热量减少。

（2）大屏、高过吸热量减少。

（3）高再在沾污后，引起传热能力的下降，但是由于炉膛出口烟气温度升高（炉膛、大屏、高过等吸热降低），高再吸热反而能维持更高。

（4）低再吸热较多，同时冷再入口蒸汽温度不稳定。

（5）主蒸汽温度和再热蒸汽温度不能达到设计值。

（6）烟气挡板对烟气份额的调节性能变弱。

3 原因分析

从运行参数的角度分析，低再出口壁温测点4达到557.2℃，已经超过了壁温报警设定值。从低再出口汽温的角度分析，低再出口汽温已经达到522.41/516.45℃，而设计值仅为474℃，因此，可以确定，低再超温主要是低再出口汽温过高而导致。

从图形上可以看出，运行偏差（壁温值与汽温值的差值）均较小，但是由于低再出口汽温整体偏高较多（达到接近50℃），因此，整体提高了低再出口的温度水平，造成低再超温。一般而言，低再吸热过多时，通过调节挡板减少低再的吸热量，而从锅炉试运行到性能考核时，随着运行时间的推进，低再侧挡板在逐步关小，且低再侧挡板关小后，再热器仍然有一定量的喷水，说明长时间燃烧新疆高钠煤后，受热面结渣和沾污后引起受热面传热能力逐步的下降，从而导致锅炉受热面吸热分配发生较大变化。

4 改造方案

4.1 低温再热器超温分析及改造思路

根据前期分析，低温再热器超温主要由于低再出口汽温整体偏高较多（达到接近50℃），因此，整体提高了低再出口的温度水平，造成低再超温。根本原因在于燃用新疆高钠煤后，炉膛、屏过、高过等结渣沾污后，炉膛出口烟气温度升高后（升高较多后），导致受热面入口烟气温度升高和通过低再侧的烟气量高于设计值等。

本文改造的主要思路是提高挡板的调节能力，同时，降低低再侧的受热面积。

4.2 挡板调节性能恢复方案

由于机组长期运后，受热面出现沾污、积灰等问题，引起了烟气阻力的增加，导致低再侧挡板无法进一步关小来调节再热器、过热器侧烟气分配，因此，进行挡板调节性能恢复。

（1）停炉清灰工作锅炉停炉后，清理锅炉受热面积灰、结渣，保持受热面清洁，特别是尾部受热面及H型鳍片省煤器。

（2）检查尾部吹灰器是否存在吹灰死区，特别是省煤器吹灰器，是否存在炉膛中心线处某一段死区。

（3）调节挡板面积缩小（低再改造运行后，根据运行的情况择机进行，同时，主要防止发生挡板磨损的问题）。

低温再热器侧挡板由4对挡板（共计8片）组成，固定两片挡板，去掉铰链机构，有效降低低再侧挡板烟气流通面积25%，并且提高挡板阻力从而提高挡板调节能力（预计挡板流通面积降低后，烟气阻力会提升50～100Pa）。

低温再热器改造初步方案的原低温再热器由四部分组成，分别为垂直段，水平上组，中组，下组，材料由12Cr1MoVG、15CrMoG、SA-210C组成。结合实际低再材质的分布，减少再热器面积，因此，仅考虑减少最下组SA-210C材质部分，此部分区域考虑增加省煤器，以弥补面积降低烟气温度升高的问题。

5 改造方案效果

（1）按上述方案减少低温再热面积后，低温再热器烟气份额在目前分配不变情况下，预计低再出口蒸汽温度可降低～10℃，出口壁温水平降低12℃。

（2）取消低再下组，修改低再中组，有效降低低再出口温升～10℃，同时，低再出口的壁温偏差有一定幅度降低；进入脱硝装置烟气温度进一步降低，满负荷降低9℃，50%THA工况降低11℃，30%BMCR工况降低13℃，满足脱硝投运300℃的要求。

6 改造方案对比

方案一：不移集箱方案，低温再热管需要穿过省煤器管，两管之间的空间小，其造成维护和检修困难。方案二：移集箱方案，经核算集箱上移后，仍能够满足强度要求。但是改动低再入口管道，其根据管系应力核算结果进行管系加固。

根据准东煤沾污积灰特性，推荐采用方案二：移动集箱方案，避免管受热面太密，积灰严重等问题。

7 结论和建议

改进方案降低了低温再热器的面积，并增加了省煤器面积，其均能达到一定的降温效果。目前该电厂锅炉刚完成低氮燃烧器地改造，在炉膛燃烧工况发生变化后，对炉膛和受热面传热发生的变化还有一定的不确定性，因此，后续受热面改造造成的影响还需要进一部讨论。