超临界W火焰锅炉水冷壁拉裂问题探讨

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1、湖南电力第32卷第1期HUNANELECTRICPOWER2012年2月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2012．01．014超临界W火焰锅炉水冷壁拉裂问题探讨王希寰(大唐华银金竹山火力发电分公司，湖南冷水江417505)摘要：对湖南省某火电厂600MW超临界机组W火焰锅炉下炉膛水冷壁拉裂爆管原因进行分析探讨，通过对过程数据的研究，判断停炉后炉膛内不均匀的温度分布流场是导致水冷壁拉裂的主要原因，原厂家设计的壁温差控制标准在特殊工况下不能保证水冷壁的安全。通过采取有针对性的防范措施后，故障现象得到有效

2、控制。关键词：超临界；w火焰锅炉；水冷壁；停炉；壁温差；拉裂中图分类号：TK223．31文献标识码：B文章编号：1008．0198(2012)01—0048．02湖南省某火电厂3锅炉为北京某公司设计制冷壁管之间温差不超过111oC。造的低质量流速超临界直流锅炉，其主要技术特征1水冷壁拉裂为：超临界参数、低质量流速优化内螺纹管垂直管水冷壁、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全2009年9月17Et3锅炉停炉后发现锅炉前墙钢构架、露天布置竹型锅炉，锅炉配有带循环泵水冷壁出现严重拉裂状况，最严重弯曲折裂发生在的内置式启动系统，采用

3、双进双出正压直吹制粉系标高41m炉前墙左数第306根水冷壁管，爆口宽统，w火焰燃烧方式，并配置浓缩型El—XCL低35mm，张口20mm，爆口处右侧附近的水冷壁发NO双调风旋流燃烧器。生弯曲并向炉内严重变形凸出(见图1)，其中炉炉膛及水冷壁结构形式：整个炉膛由下部垂直前墙左数第306根管(壁温102测点)凸出变形水冷壁(SA一213T12)和上部垂直水冷壁区段长约10m，其余长约3m。水冷壁中间密封开(15CrMoG)构成，水循环系统采用集中供水，分裂，宽约40mm，裂口从标高41m延伸至32m，散引入、引出方式，下降管分配

4、集箱上设置有节流沿炉高方向水冷壁密封片局部开裂长达约30m。孑L。炉膛下部由1562根水冷壁管组成30个回路，上部由1498根水冷壁管组成18个回路。上炉膛深度9350mm，下炉膛深度16550mm，炉膛宽度31813mm，总高54126mm，下炉膛截面呈八角形状，下炉膛水冷壁全部采用了优化多头内螺纹管，上炉膛为光管。水冷壁由若干水冷壁膜片管组组成，通过其上集箱悬吊在锅炉钢架的前部顶板上，可以向下自由膨胀。通过张力板、插销装置，水冷壁与钢性梁连接并能相对滑动，满足水冷壁支撑和左右方向的膨胀需求。为监视水冷壁温度，锅炉下炉膛前

5、后墙各布置了204个温度测点，左右墙各布图1炉前墙水冷壁拉裂情况置56个温度测点，每3～4根水冷壁管布置1个测点在水冷壁管背火侧，炉前墙从右数第102个测点2原因分析位置正位于沿炉宽中间位置。根据北京某公司技术规范，锅炉在启、停和运行中控制任意相邻2根水2．1水冷壁管壁温度的急剧变化及原因冷壁管之间温差不超过89℃，任意不相邻2根水通过对水冷壁温度历史数据的分析，2009年9收稿日期：2011—11．16·48·第32卷第1期王希寰：超临界w火焰锅炉水冷壁拉裂问题探讨2012年2月月14日在17：45锅炉熄火后，于18-05

6、开始炉为什么又出现了温度小幅回升的现象。膛前墙水冷壁部分管壁温度开始出现突然下降的异常现象(表1)，其中右起第102个测点(左数第后墙306根)区域在3s下降184℃，最低温度100℃，大部分温度出现下降的水冷壁管，在维持一段时间左墙右墙的低位壁温后，均出现不同程度的回升趋势。推测此时水冷壁已开始发生泄漏，泄漏点喷出的大量低压蒸汽直接作用于前水冷壁造成了上述现象。前墙C(二二=>n表1锅炉熄火后前墙水冷壁温度异常数据℃』B⋯，上，⋯⋯一!下炉膛水冷壁壁温测点520+其中炉前、后各204个，炉左右各56个。图2下炉膛前墙壁温测

7、点分布俯视图表2锅炉熄火后温度异常数据℃2．2水冷壁管壁温差的异常及原因，根据水冷壁金相检查结论和水冷壁失效外观分析，基本排除了前墙水冷壁存在短期超温的可能性。检查发现，锅炉熄火的17：45后，锅炉两侧水冷壁温度先后发生较快的下降，而中间水冷壁温度基本未发生变化。从炉膛压力曲线反映锅炉熄火后两侧墙发生了垮焦，判断垮焦产生的大量水蒸汽是造成两侧墙冷却速度高于中间的一个重要因素。同时发现，运行人员根据调试和试生产时积累的经验，在熄火后仍保持少量的自然通风以防止空预器卡磨，当焦块坠入捞渣机产生大量蒸汽作用后，在炉内烟气通道内形成了

8、稳定的层流场，即中间温度高，两侧温度低，造成两侧墙水冷壁冷却速度高于中间。17：55下炉膛前墙中间与右侧水冷壁温差在深入分析后发现，水冷壁温度变化区域集中达到最大109℃，虽低于厂家提供的控制标准在图2所示的圈形区域，18：05后在拉裂位置附(111℃)，但却已使炉前墙中间水冷壁出现拉裂，