440t／h循环流化床锅炉运行问题分析

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1、440t/h循环流化床锅炉运行问题分析一、前言循环流化床技术是近10年迅速发展起来的一项高效低污染清洁燃烧技术，其特点在于燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，不但能达到低排放、较高的脱硫效率，还具有调峰能力强、灰渣易于综合利用等优点，因此在国际上得到迅速推广，我国近年来也有多台100MW等级的循环流化床锅炉投入运行。现针对中电投河南分公司所属2个电厂的循环流化床锅炉在运行中出现的问题进行分析研究，所采取的治理措施可为同类型机组的设计、制造和运行提供借鉴。1设备概况新乡火电厂和开封火电厂循环流化床锅炉均为哈尔滨锅炉厂生产的HG-440/1

2、3．7-L．PM4型循环流化床锅炉，其中，新乡火电厂1号炉是国内首台配135MW汽轮发电机、一次中间再热的循环流化床锅炉，2003年2月26日通过72h+24h试运移交生产；2号锅炉于2003年5月17日通过72h+24h试运移交生产。开封火电厂2号锅炉于2003年3月17日通过72h+24h试运移交生产。锅炉设计主要参数：过热器流量440t/h；过热蒸汽出口压力(表压)13．7MPa；过热蒸汽温度540℃；给水温度249．3℃；再热器流量360t／h；再热蒸汽进口压力(表压)2．65MPa；再热蒸汽进口温度315．8℃；再热蒸汽出口温度540℃；排烟

3、温度130℃；锅炉效率91．9％。锅炉主要由燃烧室、高温绝热分离器、自平衡"U"形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，底部为水冷布风板，大直径钟罩式风帽，燃烧室内布置双面水冷壁来增加蒸发受热面，并布置有8屏二级过热器和6屏高温再热器。燃烧室后有2个平行布置的高温绝热分离器，自平衡"U"形回料阀布置在分离器下，与燃烧室和分离器相连，形成一个物料循环回路。尾部对流烟道中布置三级过热器、一级过热器、冷段再热器、省煤器和卧式空气预热器，一、二次风分开布置。本锅炉设置6支启动燃烧器，其中床上燃烧器4支(两侧墙各2支)，床下燃烧器2支(后墙布

4、置)，用来加热流化的床料，以保证固体燃料燃烧，并在锅炉低负荷运行时带部分负荷。冷渣器为风、水联合冷却冷渣器，共2台，布置在炉膛前墙底部。过热蒸汽温度采用二级喷水减温调节，减温水取自给水泵出口。冷段再热器入口布置有事故喷水，热段再热器采用微量喷水减温，减温水取自给水泵中间抽头。2运行中的主要问题及分析处理32．1受热面爆管2．1．1高温再热器爆管高温再热器位于燃烧室中上部，由6片屏式再热器组成，与前水冷壁垂直布置，下部穿前墙处为屏的蒸汽人口端，有密封盒将管屏与水冷壁焊在一起，在屏的上部穿墙密封盒处装有膨胀节以补偿胀差，燃烧室中上部由双面水冷壁隔开分为2个

5、室，8屏二级过热器和6屏高温再热器交叉布置在这2个室内(即每室各有4屏二级过热器和3屏高温再热器)。高温再热器每屏有管子29根，管屏在炉内呈半"U"型，管子规格为D57mm~5mm，位于炉内的材质为SA213-TP304H，炉外部分材质为12CrlMoVG，节距为70mm。管材的异种钢焊接接头位于炉外密封盒内，焊缝上方150mm左右每屏管的最靠近后墙侧的1根装有管壁壁温测点。管屏为膜式壁，鳍片厚度5mm，位于炉内鳍片材料为1Crl8Ni9Ti，炉外鳍片材料为12CrlMoV。管屏最下端敷有耐火防磨材料，敷设高度3300mm，厚度沿管子中心线两侧各90m

6、m。从新乡火电厂1号机组、开封火电厂2号机组并网运行到2003年5月31日，发生高温再热器爆管4次，发生的部位大致一样，现仅以新乡火电厂爆管为例进行分析。2003年4月15日，新乡火电厂1号炉高温段再热器甲侧数第1屏，从后向前数第1根管子，距甲侧高温段再热器出口联箱垂直距离约2m处的连接管发生爆管(炉外管)；从首次并网成功到这次爆管，1号机组共运行1081h。爆口沿管材纵向裂开，爆口长4lmm，最宽处6mm，呈小喇叭口状，爆口边缘不锋利，撕裂不整齐，边缘厚度3．2mm，割管后测得爆口处管子直径为D70．2mm，爆口上方37mm处为一焊缝，直径为D58．

7、5mm，爆口向下20mm处测得直径为D64．3mm，管子内、外壁有黑色氧化皮，外壁氧化皮最厚达1．46mm，内壁氧化皮厚达2．1mm。除去外表氧化皮测得爆管厚度为3．4mm，与爆管相邻的第2、3、4、5根高温再热器管外表面均有很厚的黑色氧化铁层，从第6根以后管子外表面呈红褐色，表面无明显氧化铁层。爆管原因分析：从爆口宏观分析看，这次高温段再热器爆管具有过热爆漏的特征。对爆管进行材质光谱分析验证，爆管主要合金元素与设计的12CrlMoVG材质相吻合，材质没有问题。其它5屏炉外管子打开保温，发现在每屏的从后往前数的1-4根或1-5根炉外的12CrlMoVG

8、连接管子都出现严重氧化现象，每屏的第1根管子除去表面氧化铁层后对管径进行测量，其管径在D57．