四角切圆燃烧锅炉再热器超温失效分析及改进措施

四角切圆燃烧锅炉再热器超温失效分析及改进措施

电站系统工程Power角切圆燃烧锅炉再热器超温失效分析及改进措施长沙电力学院周臻武汉大学刘勇何亮张韵辉主商要在对台670 1锅炉再热器壁温及烟温进行的工业性研究基础上，系统分析了该炉热再入口截面的速度偏差和烟温偏差形成的机理。影响因素和对策，认为其根本原因是炉膛出口气流的残余旋转。采取措施后解决了爆管问。关键词再热器；烟温偏差；烟速偏差；分析事故频繁发生，其中高温对流受热面的爆管事故为第大项。大容量锅炉再热器因温度水平高，工作环境恶劣，经常发生局部超温爆管。

　　其事故频率已占到锅炉管爆破事故频率相当大的比例，成为影响锅炉安全运行的主要因素，并且随着旧机组服役时间的加长及大容量高参数机组投运，还有逐年增加的趋势。

　　造成热再超温爆管的原因有很多，对于角切圆方式的锅炉而言，普遍存在着由于炉膛出口处的气流残余旋转造成水平烟道区域有较大的烟温及流场偏差。

　　670化锅炉进行空气动力模化试验和再热器工作特性试验的基础上，查明炉膛出口处的气流残余旋转是造成再热器周臻，女，1971年生，硕士，助教动力系，410077爆管的直接和根本原因。并针对这些影响因素，提出改进措施。

　　1再热器爆管的根本原因分析该锅炉为超高压次中间再热自然循环固态排渣煤粉炉，为型布置。该炉采用直流燃烧器，角布置切圆燃烧方式。经研究发现，造成该炉再热器爆管的原因有炉膛出口烟气的残余旋转造成的速度偏差。由再热器冷态空气动力场模化试验数据可知，该炉热再入口截面上存在着较大烟气速度偏差；由结构方面引起的高度方向的速度偏差；由切圆燃烧引起的宽度方向的速度偏差。

　　炉膛出口烟气的残余旋转造成的温度偏差。由再热器的热力特性试验可知，该炉热再入口截面上存在着较大的烟气温度偏差；由于在热再入口处有旋流存在，使得到达再热器各部分的烟气的流程不样，因此吸热量也就不样。此外，烟气残余旋转使得受热面各部分积灰的程度差别也较大，从而会改变各部位烟气走廊造成的温度偏差。由于热再前弯头部位与后墙水冷壁排管斜坡段的垂直距离较大，以致在水平烟道下部形成烟气走廊，高温再热器直接冲刷热再的前部弯头，形成再热器的局部高温区。

　　由于以上原因造成热再入口截面左侧下部靠近烟道中心部位存在高温区，试验明在离后墙水冷壁排管400，距左侧墙3 032，7930之间的温度为891.0，947.7，该部分的管子经常发生爆管。

　　2改善措施由于沿烟道各管的温度和速度偏差是由炉膛出口气流的残余旋转所引起的，因此降低气流的残余旋转是解决问的根本途径。经分析研究采用以下措施控制其速度和温度偏差控制次风射流之间动压比。因为两股平行射流之间的动压比是湍流混合的动力来源，当湍流耗散十分微弱时，炉膛出口处气流的残余旋转就较强=因此，将次风和次风的动压比控制在1.5，2.0之间，避开1.0.

　　燃烧器的改造。采用次风反吹技术8个喷口反吹角为14=，下倾10，使喷射的次风对炉内逆时针旋转的气流产生反向度分布。

　　反切气流与主体正旋气流间进行着强烈的动量和质量的交换，导致流场中存在着强烈的湍流耗散，从而使主体气流旋转强度降低，就使得炉膛出口残余旋转减弱。保持反正切风提高再热器管材的等级。将处在局部高温区的再热器的材料全部或部分换成奥氏体不锈钢。

　　3改造后再热器的工作特性试验采用上述技术措施后进行了再热器工作特性试验，了解其工作特性，为运行提供指导。

　　试验内容包括习惯运行方式下热再的性能试验次风调整试验；次风配风方式不同时再热器的性能试验；制粉系统投运方式不同时再热器的性能试验。

　　200MW，锅炉按习惯方式，投运234制粉系统。改造后，炉膛下部标高000心心处的火焰温度从改造前的1050，200提高到60，90改造前后热再烟温沿宽度和高度方向的温度分布如下改造前热再烟温沿宽度和高度方向的温度12；改造后热再烟温沿宽度和高度方向的温度344中从左侧至右侧分别为第列至第六列。

　　通过改造前后的热再入口烟温比较可知，再热器入口截面上左侧下部靠烟道中心部位的高温区的温度，由改造前的891.0，947.70降为720.2，895.8相应地，烟温壁温及沿宽度和高度方向的偏差都较改造前大为降低。

　　宽度mm +第列第列+第列+第列第列+第六列次风调整试验在原运打方式试验的基础上，为改造气流炉内煤粉着火燃烧工况，进行次风调整试验，避免次风速过高6调整好的次风动压维持在500±10，对应的次风门开度为试验明，改造后左右侧的烟温偏差大大减小，沿高度方向，第排烟温测点从下至上由改造前940，6700的烟温偏差降至改造后从原工况的895.80降为880.1次风调整试验在次调整试验的基础上，结合改造前的再热器热力特性，进行次风调整试验，避免出现上次风量过小，火焰中心过高。结果显，次风调整试验后，炉膛燃烧状况得到改善，炉膛下部温度较高，中部温度分布均匀，上部较原工况有所降低，调整试验后标高为处的烟温提高到1210，12200；而标高为27200处的烟温由原工况的1460，4801降为1450，改善了热再的入口烟温状况，使得热再的壁温值也有较大的降低。