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1、半山发电厂４号炉水冷壁爆管原因分析与防范2004年12月15日浙江电力 １９９９年第５期袁 伟 张 明 浙江省电力试验研究所（３１００１４） 胡生明 丁俊龙 浙江省半山发电厂（３１００１５）摘 要:通过对同类型锅炉的运行特性进行对比,认为ＳＧ-４２０／１３．８-Ｍ４１５型锅炉水冷壁喷燃器区域发生高温腐蚀具有一定的普遍性。同时,对该厂频繁爆管的机理进行了论述,在此基础上,提出了对喷燃器的改造方案。关键词:水冷壁 爆管 高温腐蚀 喷燃器１ 概述 半山发电厂４号炉系上海锅炉厂生产的超高压、一次中间再热煤粉锅
2、炉,型号为ＳＧ-４２０／１３．８-Ｍ４１５,燃烧器采用正四角切向燃烧布置,大小切圆直径分别为８００ｍｍ和２００ｍｍ,该炉自１９８４年８月投产以来,一直存在一、二次汽温偏低,水冷壁爆管等影响安全、经济运行的缺陷。 ２ 历史情况 介绍浙江省电力试验研究所曾于１９８７年１２月对过热器、再热器受热面进行热力校核计算,其结果与设计计算基本符合,参照同类型锅炉的情况,我们认为炉膛出口温度计算值高于实际运行值,是该类型锅炉汽温偏低的主要原因。同时,通过计算表明适当增加过热器、再热器受热面,可以基本解决汽温偏低问题,但由于改
3、造工作量大等原因,该方案一直未实施。１９９６年以来,随着水冷壁积污的增加,以及电厂对燃烧及煤粉细度的控制,一次汽温偏低的问题已基本解决,但二次汽温依然偏低１５℃左右。 １９８８年１０月、１１月两次发现该炉在后墙左侧三次风喷口高度水冷壁两次爆管,为此,于１９８８年１１月１３～１５日进行过冷态空气动力场试验,试验发现炉膛切圆明显偏向后墙左侧,原因为２号角一次风喷嘴的周界风风速过高,且发现各角一次风周界风喷嘴的均匀性很差,由于周界风没有适当的测量手段,为安全起见,电厂决定关闭所有的周界风。 １９９０年３月８日在
4、前墙右侧三次风喷口高度水冷壁爆管; １９９０年至１９９６年,４号炉虽未发生水冷壁爆管事故,但这是建立在每次大、小修时对喷燃器区域水冷壁管进行全面检查与测厚,并更换大量减薄水冷壁管的基础上的,根据测厚统计,严重处的水冷壁减薄速度达２ｍｍ／年。 １９９６年后,电厂对锅炉４角配风了进行了适当调整,但１９９７年２～３月在中一次风与三次风喷口高度间炉左前侧水冷壁发生二次爆管。 １９９７年１０月停炉检修时发现在中一次风与三次风喷口高度间的水冷壁右侧水冷壁减薄严重,进行换管处理。 自１９８９年７月至１９９７年间
5、,４号炉长期在超负荷运行（蒸发量为４３５ｔ／ｈ）,从而造成炉膛热负荷较高,在喷燃器区域炉膛温度高达１５００～１６５０℃。１９９７年以后停止对外供汽。 由于１９８８年以来,多次发生水冷壁爆管事故,为此,自１９８８～１９９６年共进行了４次冷态空气动力场试验,对运行参数进行了多次调整,但收效甚微。 １９９７年７月再一次发生水冷壁爆管。３ ４号炉与同类型锅炉的运行差异３．１ ４号炉蒸发量过大 台州电厂、长兴电厂等锅炉蒸发量一般≤４００ｔ／ｈ,而半山发电厂４号炉蒸发量达４３５ｔ／ｈ。３．２ 制粉系统无检修和调整
6、余地 半山发电厂１９９７年以前一直只有一台１２５ＭＷ机组成为主力机组,一直处于满负荷运行,制粉系统没有检修与调整的余地,煤粉细度长期偏粗。其他电厂每一期工程一般为两台机组,制粉系统可以做到两炉三磨运行。３.３ 煤质极差 １９８８～１９９２年间所使用的煤质极差,发热量为１２５４０～１６７２０ｋＪ／ｋｇ,灰份达４０%～７０%。３.４ 给粉机调节特性差 ４号炉给粉机调节特性较差,其它电厂都先后改为变频调节,而半山发电厂一直未改。４ ＳＧ-４２０／１４０-４１５型锅炉喷燃器与４１７及４１７Ａ型的主要区别４.１
7、一次风喷口面积不同 ４１５型锅炉设计一次风喷口面积为０１２８ｍ２,风速为３０ｍ／ｓ;４１７型一次风喷口面积为０１２ｍ２,风速２９５ｍ／ｓ。因此,４１５型锅炉一次风风率较大,为２３%,而４１７型为２０%。４.２三次风率不同 ４１５型锅炉三次风速设计为４５ｍ／ｓ,喷口面积为０４５ｍ２,而４１７型三次风速为５４３ｍ／ｓ,喷口面积为０４８ｍ２,４１５型锅炉三次风风率较小,为１６%,而４１７型为１７５%。４.３一次风喷嘴结构不同 ４１５型锅炉一次风喷嘴装有垂直的钝体,４１７型改为水平布置的多功能稳燃器。４.４四
8、角喷口用切角不同 ４１５型锅炉四角所有喷口布置成Φ２００与Φ８００的大小切园,４１７Ａ型改为一次风反向偏转５°,上二次风反向偏１７°,中下二次风正向偏１７°。４.５喷嘴间距不同 ４１５型锅炉中一次风与下一次风喷嘴中心距为７８０ｍｍ,４１７型改为８３０ｍｍ。５ 水冷壁爆管原因分析５.１炉膛火焰中心下移 ４１５型锅炉是为较难着火的煤种而设计的,故其中一次风与下一次
