屏式过热器超温综合分析

周翊航 王圣栋

摘 要：台二电厂1、2号1050MW超超临界机组受电网负荷影响，用电低谷时段，机组经常在350MW-450MW间运行，屏式过热器管间壁温差大、易发生超温现象，给机组安全运行带来非常大的安全隐患

关键词：屏式过热器结构;屏过超温，过热分析处理

1、锅炉选用基本情况

我厂锅炉选用东方锅炉股份有限公司生产的DG3100/28.25-II1型超超临界变压运行本生直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式、半露天布置燃煤Π型锅炉。设计煤种为晋北烟煤。采用正压直吹式制粉系统，配6台HP1203/Dyn型磨煤机，设计煤粉细度R90为18%。燃烧系统共布罝有48只OPCC型低NOx旋流煤粉燃烧器，前、后墙各布罝3层，每层8只，每台磨煤机带一层燃烧器。在前、后墙最上层燃烧器上方各布置一层燃尽风喷口，每层10只

2、屏式过热器结构特点

辐射式屏式过热器布置在炉膛上部区域，在炉深方向布置了2排，两排屏之间紧挨布置，每一排管屏沿炉宽方向布置19片屏，共38片。屏式过热器管屏的横向节距S1=1714.5纵向节距S2=57，每片屏由21根管绕成，炉内受热面管外三圈采用HR3C材料，其余内圈均采用SUPER304H材料，管屏入口段与出口段采用不同的管子壁厚，内外圈管采用不同的管子规格。屏式过热器蛇形管均由集箱承重并由集箱吊杆传至大板梁上。为防止吹灰蒸汽对受热面的冲蚀，在吹灰器附近蛇形管排上均设置有防蚀盖板。为减小流量偏差使同屏各管的壁温比较接近，在屏过进口集箱上管排的入口处设置了不同尺寸的节流圈。

3、屏式过热器管壁结构

屏式过热器频繁超温不利于运行人员进行日常调节工作，甚至会诱发锅炉爆管停炉，严重威胁机组的安全稳定运行。

3.1屏式过热器管壁超温基本上都发生在低负荷阶段，尤其是负荷波动负荷较大的时候，如高负荷快速减至低负荷过程，或者低负荷快速加负荷过程。

3.2超温往往伴随着屏过左右侧大幅度偏差。

3.3同一负荷时段的管壁温度偏差不固定。A、B侧均有可能，突然性强、左右侧的偏差调节较困难，5min左右侧的偏差即可上升至100多度。

4、屏过超温应对措施

发现屏过壁温上升，首先判断引起屏过壁温上升的诱因，当存在明显的诱因如操作上引起等应及时消除。

当屏过壁温上升较快且AGC在持续加负荷时，首先应撤出AGC。适当降低主汽压力设定值低于实际值，这样可短时降低炉侧能量供给，并使得高调阀开大增加蒸汽流量降低屏过壁温。

与此同时手动增加给水流量偏置短时改变水煤比降低中间点过热度，并且开大过热器一级减温水调阀，降低屏过进口汽温。

当减负荷时发生屏过超温，如中间点过热度趋于0，而低过温升近100℃，说明炉膛辐射吸热总体占比偏小，可通过烟气挡板往低再侧开大减少低过温升，降低屏过进口蒸汽温度。烟气挡板调节过程中需注意低再壁温变化防止超温，必要时可投用再热器减温水降低再热汽温度。

若屏过壁温频繁升高，应申请负荷进行水冷壁吹灰。视情况进行高过、高再部分吹灰，这样可以有限减少尾部烟道吸热，降低低过温升。

必要时还可以通过增加下层运行磨煤机的煤量等办法降低炉膛火焰中心位置，增加炉膛吸热，降低屏过吸热量降低壁温。

在炉膛配风方面，可全开燃烬风，开大上层备用燃烧器的二次风档板，压低火焰中心。当低过、低再温升可控，屏过温度高可适当减少总风量，减少低过对流部分吸热，降低屏过进口汽温。

5超温调节中的注意事项

调整磨煤机风门开度时需做到心中有数，避免两侧烟温差加剧引发超温。

在低负荷调节炉膛总风量时，应注意偏置不宜过低，防止总风量过低。

调节给水偏置时，注意保持一定的过热度，并且保持低过和屏过有一定的温升。

低负荷运行调节尾部挡板时，应注意低再温度变化，加强低再壁温监视，防止低再壁温超温，同时应加强对脱硝烟温的监视，防止供氨快关阀因烟温低自动关闭且无开启条件，导致环保超标。

超温处理操作需综合考虑各方面因素变化，温度超限越高采取降温措施越多，但处理超温过程中需密切关注主汽温度变化，防止超温的同时也应防止汽温暴跌。机侧主汽温度两侧偏差不应大于17℃。

低负荷时，特别是500MW以下的深度调峰时，一，二级减温水自动调节效果差，由于蒸汽流量少，减温水的调节对中间点过热度影响较大，而中间点过热度的晃动幅度大会直接导致燃料煤量跟随晃动，而直流炉干态时，负荷与给水流量一致，煤量的大幅晃动对汽温和壁温的影响较大。必要时，可将减温水、水煤比等短时撤至手动缓慢调节。屏过壁温恢复正常时，需注意及时投入短时退出调节的自动，如水煤比自动等

6、屏式过热器壁温综合处理

6.1主要原因分析

（1）因磨煤机设备问题，有些磨煤机热一次风门隔离不严，为保持磨煤机出口温度在允许值内，只能保持大风量通风状态，致使一、二次风配比不是最佳配置，一次风流速过大，炉膛火焰中心上移。并且经过专家现场测验，发现我厂燃烧器一次风粉管出口风粉不均，导致使炉内热负荷沿炉膛分布产生较大偏差，从而造成屏式过热器及水冷壁管屏间吸热不均匀的现象

（2）我厂1050MW超超临界机组相对600MW机组，炉膛深度变化不大，而在炉膛宽度上则增大较多，负荷相对较低时，烟气量下降，沿炉膛宽度方向上流过受热面的烟气流量分配不均，进而产生热力偏差，同时烟气流速下降致使水平烟道底部积灰趋势增多、厚度不等，炉膛出口沿宽度方向上存在烟气走廊可能，更加使烟气分配不均，造成烟气温差大，加剧屏式过热器左右侧管壁温度差增大

（3）在自动发电控制（AGC）方式下，升负荷速率经常为12MW/min，升负荷速率偏快，给煤控制先动作，给水跟踪有时滞后，加之中间点过热度偏高制约给水流量的增加，从而导致屏过超温。

6.2屏式过热器壁温综合处理

（1）通过调平磨煤机一次风及磨煤机煤粉细度，减少因燃烧器一次风粉管出口风粉不均使炉内热负荷沿炉膛分布产 生较大偏差，从而造成屏式过热器及水冷壁管屏间吸热不均匀的现象;对磨煤机一次风量及二次入口风箱风量进行熱态标定。

（2）通过燃烧调整，合理调整制粉层次，寻求合理的一、二次风配比，风煤比和配煤方式，较佳的煤粉细度和过剩空气系数等，确保炉内燃烧工况稳定，控制屏过及水冷壁管壁超温现象。

（3）合理吹灰。受热面吹灰、积灰或结焦的不同更大程度上影响了左右传热系数，造成了左右侧蒸汽温度偏差加剧，吹灰对两侧汽温偏差的影响是立竿见影的。

（4）低负荷运行时适当提高主汽压力，提高蒸汽流速，提升水冷壁吸热量，降低炉膛出口烟温。提高蒸汽压力对防止金属管壁超温有效，主汽压力升高会使蒸汽流速增加，蒸汽冷却能力增强，各管屏管壁温度均有不同程度下降。

（5）缩短给水跟踪给煤的响应时间，在低负荷阶段，将中间点温度设为最低，并且在负荷低于500MW以后，将AGC变负荷率降低为9MW/Min，以提高给水跟踪给煤变化的响应速度。

（6）对过热器一、二级减温器进行校对和调整，目前我厂减温器温度调节性能差，自动功能经常失调，进而对锅炉燃烧整体调整造成扰动。也是造成屏过超温的一个重要因素。所以保证减温器的性能稳定也具有重要意义。

结束语

由于浙江新能源装机容量以及外供电所占比例增加，浙江电网的峰谷差越来越大，火电机组的调峰任务也越来越严峻。在低负荷运行及深度调峰过程中，如何保证机组长周期安全稳定运行仍需进一步探讨。

在超温现象频繁发生不久以后，运行人员认真分析事故的经过并加以分析，努力提升防超温技术水平。并通过联系有关单位进行燃烧调整试验，调整制粉层次/一二次风配比、调整过量空气系数、合理吹灰等措施，已经有效治理了低负荷及深度调峰负荷下的部分屏式过热器及水冷壁管壁超温现象。

参考文献

[1]邓昌梅.新型屏式过热器在高温高压垃圾焚烧炉中的应用[J].环境卫生工程，2019，27（03）：54-56+60.