锅炉受热面启动超温分析

赵宇杰

摘要：机组启动过程中较易出现低温过热器、低温再热器管壁超温，长期超温将加速钢材蠕变，从而缩短设备使用寿命，严重超温时会导短时间内造成爆管，为此在启动过程中应严格控制管壁温度在正常范围内，延长机组使用寿命。

关键词：超温；原因；措施

1.绪论

山西昱光发电有限责任公司一期2×300M循环硫化床锅炉为上海锅炉厂自主生产研发信号为SG-1065/17.5-M4505的亚临界、一次中间再热、单汽包自然循环、绝热式旋风气固分离器、岛式布置全钢架支吊结合的固定方式。#1、#2机组分别于2012年05月、04月投产，机组启动过程中较易出现低温过热器、低温再热器超温现象。

2.我厂锅炉受热面管材及承温能力

尾部烟道包覆墙中间设置隔墙包覆过热器，将尾部烟道分隔成前后二个烟道，在前烟道内按烟气流向依次布置低温再热器和高温省煤器，均采用吊板和省煤器悬吊管吊在炉顶钢架上；在后烟道内按烟气流向依次布置低温过热器和低温省煤器，低温过热器和低温省煤器管系均搁置在后墙包覆过热器和隔墙包覆过热器上。锅炉炉膛上部前墙布置10片水冷屏、12片中温过热屏、12片高温过热屏和6片屏式再热器（均左右对称布置）。

低温过热器：上1组材质为15CrMOG，下3组材质为SA210-C；屏式中温过热器：材质为12Cr1MOVG；屏式高温过热器：上部材质为SA213-T91，下部材质为12Cr1MOVG；低温再热器：上1组材质为12Cr1MOVG，下2组材质为15CrMOG；屏式高温再热器：材质为上部12Cr1MOVG，中部SA213-T91，下部12Cr1MOVG。

锅炉受热面材质为SA210-C，承温能力为510℃；15CrMOG承温能力为550℃；12Cr1MOVG承温能力为580℃；SA213-T91承温能力为650℃；

3.低过、低再受热面管壁超温原因

影响过再热汽温变化的主要因素一般可以分为两个方面，烟气侧传热工况的改变和蒸汽侧吸热工况的改变。烟气侧的主要影响因素就是锅炉燃烧，也就是给煤量、风量及物料循环量的变化；蒸汽侧的主要影响因素主要是蒸汽流量的变化与减温水的变化。在启动并网前风量基本维持不变，所以我们主要以给煤量、蒸汽流量（高旁开度）以及减温水量作为主要影响汽温的因素。

3.1锅炉投煤过程中，从开始投煤到燃煤开始燃烧需要时间大约为15min，机组冲转时间约为30min（升速率100r/min），在启机过程中要更好的控制超温还需从燃烧入手，即选择合理投煤时间及投煤，建议汽机冲转期间锅炉开始投煤，但不可过快，启动部分给煤机最小出力即可，待煤开始燃烧后，视床温及主汽压力上升情况再增加投煤量；

3.2高旁开度偏小，还有30%的调节裕度，但考虑到高旁接带所有辅汽用户，蒸汽流量较大，同时当时减温水量最大时达到110t/h以上，给水量需求大，高旁再开大，汽包将更加无法维持正常水位，所以此次启动中高旁未能作为调整汽温的辅助手段；

3.3减温水投入时间太晚，在煤开始燃烧时未及时投入，且减温水量明显不够，而且在后续的汽温调整中，减温水量波动过于频繁，加剧了锅炉超温时间与超温程度；

3.4大小阀切换作为机组接带负荷关键节点，大小阀切换后机组可以快速接带负荷，通过加大蒸汽流量可以有效控制汽温超限。

4.防止超温措施

4.1掌握好投煤时间、投煤数量

为有效的控制锅炉壁温超限，掌握合理的投煤时间与投煤数量至关重要；投煤过早过多，在机组并网前一旦燃烧起来，炉膛短时间温度上升，而水冷壁吸热滞后，产生的蒸汽量相对较少，高温烟气到尾部加热受热面，而受热面内没有足够的蒸汽流量，必然会造成锅炉尾部受热面严重超温。

1）在机组开始冲转且回料器温度在450℃以上，开始点动投煤；

2）汽机冲至2000rpm后，炉左、右侧分别启动一台给煤机，以最低出力连续给煤，煤大量燃烧大概需要20min左右的时间，汽机转速从2000rpm至3000rpm定速大概需要12min，并网操作需要5min，这样既能控制燃烧同时满足并网后快速接带负荷的要求；

3）给水大小阀切换期间煤量也根据实际情况定量控制，不可盲目增加煤量。

4.2锅炉升温升压时燃烧调整

我厂采用床上油枪点火方式，床料加热慢，热烟气在炉膛密相区停留时间短，热烟气快速进入稀相区及炉后尾部烟道进行换热，导致上部屏过及尾部烟道受热面温升较快，为此需分阶段控制：

1）点火初期一次风采用“微流化”，尽量减少一次风量，保证密相区燃烧份额；二次风作为助燃风启动初期风量充足，尽量保证关小下层二次风门至10%-15%，满足床料不反串即可，在最短时间内达到投煤温度；

2）具备投煤条件后交替启动给煤机运行，观察床温及氧量变化，待床温上升，氧量下降逐渐退出油枪运行，直至全撤；

3）机组并网后（负荷小于150MW）油枪全部撤出，随着煤粒中碳开始燃烧，床温快速上升，将油枪二次风门关至15%，下层二次风门维持较小开度（15%），开大上层二次风门以加强密相区床料混合、扰动，使冷、热床料混合均匀；

4）协调投入后（负荷大于150MW）严密监视上层床温，根据床温逐渐增加负荷，维持床温不报警、超限。

4.3过、再热器减温水调节

我厂过热器系统中，在低过与中过之间设置一级喷水减温，对主蒸汽温度进行粗调，保证中过管壁温不超；在中过和高过之间的管道上布置二级喷水减温，对主蒸汽温度进行细调，保证高过管壁温不超。

我厂再热器系统中，在后包覆与空预器之间设置烟气调温挡板，通过调节挡板开度改变流经再热器的烟气量，从而控制再热蒸汽出口温度。在低温再热器与高温再热屏之间的管道上设有微量喷水装置，保证高温再热器管壁不超温。

1）在机组启动投煤后与机组并网大小阀切换期间（极易超温阶段），应严密监视锅炉氧量与床温的变化，判断煤开始燃烧时，要及时投入减温水调节；

2）投运减温水时，要先投一级减温水粗调，后投二级减温水细调，保证蒸汽过热度在允许范围内；

3）手动调节减温水时，应做到精调细调，不宜大幅开关减温水调阀，以免汽温波动过大，发生汽温过山车现象；

4）在启动阶段，若再热汽温快速上涨或超温，要及时投入再热器事故喷水减温。

4.4旁路调节

1）锅炉点火后，将高旁开至60%，保证锅炉蒸汽量有足够通路流通，有利于提高再热汽温，防止水塞发生；

2）在升温升压期间，根据主再热蒸汽压力、温度适当开大高旁，调节低旁，将冷再压力控制在0.5MPa左右，保证燃烧4-5小时后，主再蒸汽压力温度均满足冲转要求；

3）调节高低旁时，要保证高低旁减温水可靠投入，注意观察高低旁后温度在正常范围内，防止再热器保护丧失锅炉BT动作；

4）在投煤后极易超温阶段，要利用旁路作为调节汽温的辅助方法，尽可能开大旁路，保证蒸汽有足够的通路，发挥旁路最大作用。

参考文献

[1]牛卫东.单元机组运行.北京:中国电力出版社.2006

[2]任永红.循环流化床锅炉实用培训教材.北京:中国电力出版社.2006

[3]昱光发电有限责任公司发电部.300MW机组锅炉运行规程.2014

[4]昱光发电有限责任公司发电部.300MW机组汽机运行规程.2014

[5]昱光发电有限责任公司发电部.设备运行异常分析及防范措施