600MW机组锅炉高温过热器壁温超限问题分析及对策研究

黄惠 葛永建

摘要：针对某电厂近年来出现的高温过热器壁温超限问题，通过分析炉内宽度方向壁温偏差，高温过热器同管屏不同管圈壁温的偏差，找到了其超温的原因为异物在节流圈或管内弯头堵塞造成该管蒸汽流量降低，且其壁温测量不准，并提出了相应的改进措施。

关键词：600MW机组;高温过热器;壁温超限;对策

引言

随着国内600MW机组运行时间的增长，受热面管壁超温的问题比较突出，“四管泄露”事故频发[1-2]。如何保证受热面管壁不超温的前提下提升主、再热蒸汽温度成为电厂面临的一项重要课题[3-4]。

湖南某发电公司4号炉近年来高温过热器出现超温问题，且每次停炉再启动后，高过超温问题变得日趋严重。为控制高过壁温不超限，该公司在停炉检修期间对超温的个别管屏中个别管圈打了绝热浇注料和绝热涂料，其中16屏10、11、12管圈，28屏1、2、3、4管圈打了绝热浇注料，吸热量减小，壁温较之前降低较多;15、17屏10、11、12管圈27、29屏1、2、3、4管圈刷了绝热涂料，壁温有少量降低。但机组启动后高过16屏11管超温问题依然存在，在汽温调高到570℃时，壁温最高可达613.9℃，为保证高过安全运行，只能降低过热汽温运行，目前左侧过热汽温控制在540℃左右，引起该机组汽温偏低，影响运行的经济性[5]。

本文对该情况进行了详细的研究和分析，找到了造成该情况的主要因素并提出了具体的整改措施。

1机组简介

该厂2×630MW超临界机组锅炉为东方锅炉厂引进技术制造的国产超临界参数、变压、直流、本生型锅炉，锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置，采用内置式启动分离系统。

受热面组成为：屏式过热器共13个大屏，每屏前后由两个小屏组成，每一小屏由24根管圈组成;高温过热器共31屏，每小屏20根管;高温再热器共84屏，每一屏由10根管圈组成。炉膛各受热面壁温测点与燃烧器的对应关系见表1-1。

2高温过热器壁温超限原因研究

2.1炉内宽度方向壁温偏差

为研究炉内宽度方向上热负荷不均匀对不同受热面壁温的影响，分别对高温过热器，屏式过热器，高温再热器，低溫过热器，低温再热器的出口壁温进行统计分析，结果如下：

以高温过热器出口汽温左侧540℃，右侧570℃时为工况1，将高温过热器左侧出口汽温提高到570℃为工况2，不同管屏壁温分布见图2-1。

注：管壁编号1-10依次对应高温过热器屏号为4、5、6、15、16、17、25、26、27。

由图2-1可知，按高过不同屏壁温的分布看，热负荷高的区域位于16屏区域，对应2、3号燃烧器之间。

选取屏式过热器出口汽温分别为左侧528.6℃、右侧525.2℃工况，统计屏式过热器出口壁温分布见图2-2。

注：管屏编号1-7依次对应屏式过热器屏号为2、4、5、7、9、10、

12。

由图2-2可知，屏式过热器热负荷高的区域位于4、5屏区域，对应1号燃烧器至2号燃烧器区域。

以高温再热器出口汽温分别为左侧574.2℃、右侧567.9℃为工况，高温再热器出口壁温分布见图2-3，低过和低再出口壁温分布见图2-4。

注：图2-3中管屏编号1-9依次对应高温过热器管屏为7、11、19、31、43、55、67、75、79;图2-4中管屏编号1-7依次对应低过/低再管屏为1/13、14/37、28/61、42/85、56/109、70/133、84/175。

由图2-3高温再热器壁温分布中高温区域在31屏，位于1号燃烧器至2号燃烧器之间区域。由图2-4可知，低温过热器的高温区域位于56～70屏，对应3号燃烧器至4号燃烧器至右墙区域;低温再热器的高温区域位于85～109屏区域，对应2号燃烧器至3号燃烧器至4号燃烧器区域。

综合图2-1至2-4可知，锅炉各受热面出口壁温中高温区域的分布并不一致，也即表明炉内宽度方向上热负荷不均匀不是高温过热器16屏出口壁温超温的主要原因。

2.2高温过热器同管屏不同管圈壁温的偏差

选取近期633MW负荷工况下高温过热器在同管屏下不同管圈的壁温分布见表2-1，投产前期在相同负荷工况下高温过热器同管屏不同管圈的壁温分布见表2-2。

根据投产前期16屏不同管圈管壁温分布，同时考虑16屏10、11、12管打浇注料后，近期633MW负荷工况下16屏11管的壁温应为531℃，16屏11管的温升应为：531-491.9=39.1℃;16屏11管的温升实际为：598.8-491.9=106.9℃（491.9℃为当时高过左侧入口汽温）。依次推算该管目前蒸汽流量不足原来的40%，有异物在节流圈或管内弯头堵塞。

为确定炉顶密封不严对16屏11管壁温的影响，进行了提高炉膛负压试验，见图2-5。在提高炉膛负压至-250Pa时，高过16屏11管壁温降低约4℃，说明16屏11管处炉顶密封存在泄漏，对该管的壁温测量准确性有一定影响。

3结论及应对措施

通过分析炉内宽度方向壁温偏差，高温过热器同管屏不同管圈壁温的偏差，认为高过16屏11管壁温超限的基本原因为：1、异物在节流圈或管内弯头堵塞造成该管蒸汽流量降低;2、炉顶密封存在泄漏致其壁温测量不准。

综合以上分析，电厂可以从采取以下措施：

（1）对壁温测量系统进行检查，更换卡件板、热电偶，在16屏11管增加壁温测点。

（2）对炉顶密封进行检查处理，消除炉顶可能存在的泄漏。

（3）对高过进出口联箱及联箱内管口进行内窥镜检查，对高过16屏11管炉内U型弯头割管检查及进行通球试验，排除管内异物堵塞。

（4）利用检修期间完善壁温测点：高过、高再、屏过每屏同一根管一点，选择两个屏每个管圈增设壁温测点。

参考文献：

[1]杨鲤铭.600MW超临界机组锅炉四管泄漏的防预及措施[J].科技风，2018，13（5）：162-162.

[2]陈捷，陆云.2016年度上海并网发电广发电锅炉“四管”泄漏统计及案例分析[J].锅炉技术，2017，38（2）：170-175.

[3]丁伟平.超超临界锅炉高温管屏壁温在线监测系统的应用[J].锅炉技术，2015，46（3）：66-69.

[4]李兆祥.壁温监测系统在超超临界塔式锅炉高温过热器中的应用[J].福建省电机工程学会2019年学术年会获奖论文集.

[5]张静.超超临界锅炉高温受热面壁温数值模拟研究[D].华北电力大学，2018.

作者简介：黄惠（1990-2），女，汉，河南省商丘市，助理工程师，本科，大唐中南电力试验研究院，研究方向：电站锅炉试验、运行优化、设备治理改造等。