锅炉三级过热器吹损原因分析及改造.docx

    锅炉三级过热器吹损原因分析及改造    摘要：本文对电厂锅炉三级过热器布置情况及炉管在运行过程中被吹损现象进行了介绍，通过对三级过热器吹损的原因进行了详细的分析总结，并采取了相应的改造措施，取得了明显效果，保证了机组的安全稳定运行，获得了良好的经济和社会效益关键词：三级过热器吹损原因改造措施ThreeboilersuperheaterdamagecauseanalysisandimprovementCaiShubo、FangZheli(ZhuhaiPowerplantofGuangdongyuedeanGroupCo.,Ltd,ZhuhaiGuangdong519050)Abstract:Inthispaper,thepowerplantboilersuperheaterandthreearrangementoffurnacetubeintheprocessofoperationisblowinglossphenomenonisintroduced,thecausesofthethreestagesuperheaterblowinglossareanalyzedandsummarizedindetail,andtakethecorrespondingimprovementmeasure,obtainedapparenteffect,toensurethesafeandstableoperationoftheunit,hasobtainedthegoodeconomicandsocialbenefitsKeywords:ThethreestagesuperheaterBlowinglossreasonsReformmeasures1.概述某厂2×700MW机组选用三菱MB-FRR型BMCR工况下2290T/h亚临界压力、一次中间再热、强制循环汽包炉，单炉膛倒U型布置、平衡通风、全钢架悬吊式结构。

燃烧方式为摆动式四角切圆燃烧，制粉系统为直吹式，配6台三菱立式MVM25R型中速碗式磨煤机过热器分三级布置，即一级过热器、二级过热器、三级过热器三级过热器设计出口压力18.2Mpa，设计出口温度541℃由于燃烧煤质变化较大及锅炉高度设计较矮，在高负荷段时主、再热汽温经常偏低，三级过热器下弯头处可见结焦，造成吹灰频率较高三级过热器处平均每天吹灰三次，造成炉管比较容易被吹损特别是在管屏下弯头夹持管附近，由于夹持管对吹灰蒸汽的反弹等原因，使得附近的炉管表面吹损极为严重仅一年左右的时间，就出现了很多管子壁厚减薄超标的现象，随时都有爆管的可能，严重威胁了锅炉的安全稳定运行根据过去几年的数据统计，每年每台锅炉三级过热器夹持管周围的SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管子壁厚吹损减薄超标而需要换管至少150段，因此有必要对该部件进行合理的改造2.三级过热器布置简介该厂锅炉三级过热器是屏式过热器，布置在炉膛出口，共有41屏，管屏长13.5米，最内圈管前后间距700mm，每个管屏有23根管该管屏从上到下布置有三层吹灰器，吹灰频率为每天3次三级过热器管屏下弯头段（屏底）材质主要为SA213-T22、CASE2199、SA213-T91和SA213-TP347HFG。

如图1所示3.三级过热器吹损现象在三级过热器下层吹灰器吹扫区域(管屏下弯头)，管屏下弯头夹持管附近材质为SA213-T22、CASE2199、SA213-T91的炉管表面被吹灰蒸汽吹损较严重，大部分有明显凹坑，仅一年左右的时间，就有部分炉管被吹损超标（吹损量最大达3到3.5mm/年）；而夹持管（材质为SA213-TP347HFG）本身吹损很少，5到6年的时间仅吹损约1.3mm这证明了在正常运行工况下SA213-TP347HFG管材的耐磨性比SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管材的耐磨性更好4.三级过热器吹损原因分析4.1由于锅炉本身设计等方面的原因，主蒸汽汽温及再热汽温常常比设计值明显偏低，从而造成锅炉热效率降低，因此，为了提高效率而不得不长期将燃烧器摆角上摆，从而使火焰中心上移，与炉膛出口的距离更短而使炉膛出口温度上升，直至超出设计值与此同时，旋转的火焰在炉膛出口处扰动更大，热分布更不均匀，而引起炉膛出口局部温度更高，大大超出设计值，这样，三级过热器局部出现结焦的可能性更大4.2该厂入炉燃烧煤质变化较大，灰分含量最高达30.66％，而灰的软化温度最小达1070℃（设计值为1110℃）。

大大偏离了设计值，燃煤的灰的软化温度越低，炉膛出口受热面结焦的可能性更大，而灰分含量越大，炉膛出口受热面所结的焦块就可能越多，而三级过热器刚好布置在炉膛出口4.3经过长期观察，发现锅炉三级过热器局部经常严重结焦，特别是锅炉左侧的三级过热器的下弯头部位（三级过热器夹持管周围）由于局部结焦严重，必须增加吹灰的次数，而在吹灰过程中，吹灰蒸汽先碰到管子表面的焦块再碰到管子，碰到管子的不仅仅是蒸汽，还有坚硬的焦块，焦块在高压蒸汽的作用下，不断地沿着夹持管向下冲击管子，而使夹持管旁边的管子不断磨损而减薄，如图2所示4.4从管材的性能看,SA213-TP347HFG管材耐温更高在高温情况下，SA213-T12、SA213-T22、CASE2199、SA213-T91与SA213-TP347HFG（抗拉强度大于550MPa，屈服强度大于205MPa）管材相比，管子的硬度、强度相对较低，耐磨性相对较差在每次大小修检查时，发现锅炉左侧的三级过热器夹持管周围的SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管子表面吹损更严重，但是材质为SA213-TP347HFG管子则吹损非常轻微而三级过热器每屏的吹灰次数、吹灰压力、吹灰温度、吹灰介质及吹灰时间都是一样的。

从上面的分析可知，三级过热器吹损的原因主要是：（1）锅炉本身设计不合理，而使炉膛出口温度过高；（2）入炉燃煤煤质差，大大偏离设计值，致使三级过热器局部严重结焦，同时必然增加吹灰的次数；（3）三级过热器夹持管挡住焦块并反弹吹灰蒸汽；（4）在高温情况下，SA213-T12、SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管子的硬度、强度相对较低，耐磨性相对较差5.改造措施分析5.1从运行参数的调整方面我们采取了一些措施：调低吹灰压力，吹灰母管彻底疏水，提高吹灰蒸汽过热度，优化燃煤掺烧等但效果一般5.2从管屏本身入手，对原有炉管进行改造：取消三级过热器下弯头的夹持管但是，取消三级过热器下弯头的夹持管将可能带来三级过热器炉管异常振动、异常变形、出列等一系列问题，因此，该方法不可取5.3从提高三级过热器下弯头的材料等级入手，对原有炉管进行改造：对管材SA213-TP347HFG的性能及三级过热器现场吹损情况的详细分析，最终确定了改造的具体方案：三级过热器下弯头夹持管附近的炉管（材质为SA213-T22、CASE2199、SA213-T91）均更换成更高级别的管材SA213-TP347HFG，而规格均不变，共改造41屏，738根管（其中SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管材分别为246根）。

如图1的红色部分5.4为节约管子，仅更换吹损的管段，但是存在异材焊接的现象由于SA213-T12、SA213-T22、CASE2199、SA213-T91管子与SA213-TP347HFG的管子在现场采用人工焊接的质量得不到很好的保证，因此，所有下弯头夹持管附近的SA213-TP347HFG改造炉管均由厂家在炉管两端分别焊接长度为150mm的相应的SA213-T22、CASE2199、SA213-T91过渡管，由于管子异材焊接要求较高，因此在工厂焊接过渡管时，必须对焊接工艺进行评定，确保焊接质量，从而实现现场同材焊接5.5现场施工必须严格按工艺要求进行，做好管材长度确认、光谱确认、焊材确认，做好热处理及RT检查工作6.结论该厂锅炉三级过热器均已在大小修期间进行了部分炉管更换，改造后效果非常成功至今，＃1锅炉已连续安全运行近四年；＃2锅炉已连续安全运行近一年根据2013年大修对锅炉三级过热器下弯头改造管进行了详细检查，结果发现绝大部分仅吹损约0.1mm，比预期的好得多，如图3所示在不换管的情况下，至少可以保证该改造的部位在20年（而改造前估算为13年）内不因吹灰蒸汽吹损而爆管这为机组连续安全稳定运行、保持满发稳发打下了坚实的基础，从而带来了丰厚的经济效益和社会效益。

参考文献[1]《珠海发电厂2×700MW发电机组培训教材》上海电力学院、珠海发电厂合编[2]《珠海发电厂技术交流》珠海发电厂蔡树波（1973），男，广东揭阳人，热能动力工程师，从事电厂安全监察工作范振宁（1974），男，广东肇庆人，热能动力高级工程师，从事电厂安全监察工作  -全文完-。