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三菱2 290 t/h锅炉再热器超温改造 |
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三菱2 290 t/h锅炉再热器超温改造 |
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作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 10:38:36 |
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三菱2 290 t/h锅炉再热器超温改造
张洪刚,朱军 珠海发电厂,广东 珠海 519050
珠海发电厂700 MW燃煤机组的锅炉,是由日本三菱公司按美国CE公司技术设计制造的,属典型的亚临界、强制循环、四角切圆燃烧、辐射再热、平衡通风燃煤锅炉。额定蒸发量2290 t/h,额定汽压17.35 MPa,额定主蒸汽温度540 ℃,再热蒸汽温度568 ℃。设计煤种为东胜神府烟煤。受热面的布置采用CE公司锅炉的典型布置方式。一级再热器为辐射再热式,布置在炉膛上方;二级再热器为悬挂平板式,有41屏,每屏有18根管;三级再热器沿炉膛宽度有82屏,每屏有9根管。二级再热器与三级再热器之间无集箱,直接在二级再热器出口将每屏一半的管子,沿水平方向错开后组成三级再热器的一屏,另外一半组成三级再热器的另一屏。
自投运以来,两台锅炉均出现再热器金属温度不平衡,个别点的金属温度严重超温,而再热蒸汽温度却偏低(只能达到540℃左右)。起初,制造厂认为是煤种问题,后虽燃用了厂家要求的设计煤种,但温度状况并未有根本性的改善,锅炉在运行仅几个月后,就出现了二级再热器过热爆管事故。这个问题严重威胁到锅炉长期安全、经济运行,因而不得不对锅炉再热器受热面进行改造。
1再热器管子金属温度的测量
分别在静态负荷700 MW,525 MW和350 MW负荷时测量了再热器管子金属温度。在700 MW时,三级再热器出口集箱附近管子金属温度最高,其中最高点出现在第70屏的第1排管,温度为631℃(允许最高金属温度是620 ℃),处在超温状态。其它点的金属温度也偏高。
2技术改造措施
导致再热器超温的主要原因是再热器各管内的蒸汽流量不平衡。由于二级再热器与三级再热器之间无集箱连接,仅是将二级再热器管屏一分为二,形成三级再热器管屏。再热蒸汽流经不同位置管子的路径长短必然不同,使得蒸汽阻力存在较大偏差,阻力越大则管子进出口静压差越大。根据流过管内的蒸汽流量与管子进出口静压差的1/2次方成正比的关系,因此可知管路阻力偏差必导致管内流量偏差。经测量计算,三级再热器在第18屏和第62屏附近管子进出口静压差明显比其它管屏小。在三级再热器爆管后,曾对三级再热器第18屏第1根管的爆点处进行流量计算,满负荷时该管内蒸汽的质量流量仅为1 792kg/h,而再热器设计额定蒸汽的质量流量为1 837 100kg/h。再热器的总管数为738根,可计算出平均每根管子流量为2 489kg/h。这样该管内流量比平均各管流量至少偏小28%。因此可以这样说,由于个别管内蒸汽流量太小,缺乏足够的蒸汽冷却,因而引起管子超温爆管。
针对上述问题,这次改造主要采取了以下5项措施:
a) 对三级再热器中温度偏低的管子的管口做节流改造(246根),具体为第1~14屏、第27~53屏每屏6根管子。管子节流改造如图1所示。
b) 相反地,扩张三级再热器中温度高的管子进入出口集箱的管口(70根)。即第13~23屏和第78~82屏的管子,其出口喷嘴内径由原来的ø48.6 mm增大为ø63.5 mm。
c) 重新改变高温的管子和低温管子的连接(8根)。将二级再热器第7屏改与三级再热器第17、第18屏连接,而第9屏改与三级再热器第13、第14屏连接;二级再热器第33屏改与三级再热器第69、第70屏连接,而二级再热器第35屏改与三级再热器第65、第66屏连接。
d) 部分高温区域的管子材料更换为耐热温度更高的材料,由SA213-T91钢换为SA213-TP347 HFG不锈钢(三级再热器水平管段更换了57根,垂直管段更换了57根)。
e) 将对应于三级再热器中温度高的管子的二级再热器管子割短(2屏共6根)。把第9屏上从里到外数第1、第2根管和第33屏从里到外数第14根管从标高+55 200mm处住下割去2 900mm。
3改造后额定负荷运行时情况
改造后的运行数据显示,这次改造对降低金属温度是非常有效的,再热器金属温度较高的管子与原来相比有了大幅度的降低。
在满负荷700 MW时,改造前原金属温度最高的三级再热器出口管第70屏的第1排管测点,由温度631 ℃降为602 ℃,其它点的金属温度也得到了改善。具体数值如表1所示。
4改造后变负荷运行情况
锅炉修改后做了如下的变负荷运行试验,没有出现金属温度高报警。
a) 升负荷。从545 MW到700 MW,速率21 MW/min,定压。
b) 降负荷。从700 MW到545 MW,速率21 MW/min,定压。
c) 升负荷。从350 MW到545 MW,速率10.5 MW/min,变压。
d) 降负荷。从545 MW到350 MW,速率10.5 MW/min,变压。
最高金属温度出现在65屏的第4排,温度为620 ℃。它是在负荷从545 MW升到700 MW的过程中出现的,它在允许范围内。
通过对锅炉三级再热器受热面较大规模的改造,使得锅炉在各种运行工况下,其再热器金属温度、再热蒸汽温度及其两侧偏差均在允许范围之内。在以7 MW/min的变化率升降负荷时,再热器金属温度也未出现超温现象。改造后,锅炉对煤种的适应性也得到了提高,这表明改造取得了成功。
5结束语
我们认为,珠海电厂的三菱2 290t/h锅炉三级再热器短期过热爆管,是由于设计原因造成个别管子内的蒸汽流量太小,冷却作用减弱,导致管子超温。对于新投产的机组,遇到这类情况时,应对有问题的受热面大密度地加装临时温度测点,以查出超温的管子,并综合运用上述5项措施,便可消除局部超温的问题。
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