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35t/h锅炉过热器超温原因分析及减温器改造
发布时间：2013-05-23 08:03 来源：未知
1、前言
杭钢动力公司热电厂设有3台35 t/h链条锅炉．型号为UG- 35/5. 29 - M3, 1995年3月投产。燃烧方式为层燃加燃烧高炉煤气，过热器安装于对流烟道中．主要吸收对流传热，采用表面式减温器。由于过热器是锅炉中工作温度最高的受热面．加上运行方式、检修工艺存在各种问题，导致过热器经常超温甚至爆管，并影响汽轮机的安全运行。经仔细分析，相应采取了一系列保护措施。
2、超温原因
2.1 运行方式
由于运行方式不当引起各过热器管受热不均，从而产生热偏差，一旦热偏差比较大，可使这些对应的偏差管管壁温度超过其金属材料的允许使用温度而过热损坏。主要原因有以下几点：
1)炉膛火焰中心偏斜，造成对流烟道两侧烟气温度不同，因我厂锅炉均混烧高炉煤气，在煤气量不是很大的情况下往往只投入单侧煤气喷嘴，且长时间不作切换，在烧一侧煤气时因有焰燃烧常使对侧烟温偏高，造成这一侧的管子受热较强。
2)锅炉燃烧高炉煤气使火焰中心上移，造成炉膛出口烟温上升。导致过热器超温。另外，由于高炉煤气是低热值燃料，它的理论烟气量比燃煤时大。据计算，掺烧30%高炉煤气会使烟气量增加16%，这将导致对流式过热器汽温有一定幅度的上升。
3)水冷壁局部结渣，也会使对流烟道两侧烟温不同。由于只对煤的发热量、水分等有一定限制而对煤的灰熔点无规定，进煤有时灰分熔点低，灰易熔融粘结，造成水冷壁结渣，结渣侧水冷壁吸热较少而使烟温升高，导致这一侧过热器受热增强。
4)化学监督不当、蒸汽品质差，导致过热器管壁结垢，引起过热器管热阻增大，使管壁超温。
5)开、停炉时过热器通汽量不足而引起的过热。开停炉时因不带负荷，不送蒸汽故一般须开过热器出口集箱疏水阀、蒸汽母管疏水阀等，如果升压速度过快，一旦没有严格监视汽温，极易导致因通汽量不足而引起超温。
6)风量配比，对于空气过剩系数，一般每台锅炉都有一个比较合适的数值。一般规定烟气含氧量为4%~9%时比较合适。烟气中氧含量高，表明过量空气系数大，烟气量增加，对于对流式过热器，这会导致汽温上升。如果烟气含氧量偏低，过剩空气系数偏低，将导致燃烧不完全，造成过热器处二次燃烧，也会导致过热汽温也偏高。
2.2 检修方式
由于检修不到位影响到过热蒸汽温度偏高的情况总的来说有以下两种：
1)停炉小修时未及时对水冷壁及过热器管清焦、吹灰，过热器管得不到很好的冷却，易使管壁超温。
2)过热器管损坏的处理方式不当
过热器损坏后，一般情况下能焊补或短接的尽量焊补、短接；能正规换管的尽量正规换管。图1是我厂锅炉高温段过热器曾经采用过的两种换管方法。如果不能及时配制新管段，则在管口上加堵头，割下的管子应取出。因此时原相邻的管子之间的间距加大了，形成了“烟气走廊”，此时此处烟气流速较高，使对流传热加强。而且烟气辐射层厚度加大。使靠近烟气走廊两边的管子受热增强，产生热偏差，为防止此种情况，一般采取砌一座耐火砖墙以防止形成烟气走廊。因此，停炉时应严格、认真地检查过热器管，重点检查弯头部位及烟气流速大的地方，对于积灰严重的过热器，除须吹灰外，对于个别未积灰的管子则重点检查。因为这标明此处烟气流速高，很容易使管子长期超温导致受热胀粗，变形。
3、改造措施
3.1除因煤种等原因引起的超温无法调整外，在运行方式，检修工艺方面采取了以下改进措施：
(1)燃单侧煤气时定期轮换投入燃烧器
(2)加强给水、蒸汽品质监督
(3)开停炉时保证过热器内通汽量足够
(4)风量配比恰当
(5)定期对水冷壁清焦和对流受热面吹灰
(6)过热器检修方法恰当且定期反洗
3.2 方案比较
由于锅炉掺烧高炉煤气，以及运行检修方面存在的问题。表面式减温器已无法满足锅炉汽温调节的要求，虽然表面式减温式的最大优点是汽水不直接接触，对冷却水水质要求不高，但调节汽温不够灵敏，调温范围不太大，为此决定在大修中改用直接喷水式减温器。其优点是调节汽温灵敏度高，调温范围可适当变大，但对水质要求较高，我厂采用一级除盐系统化学水品质较高，给水硬度<3ug/L，蒸汽中要求含Na+< 15 ug/kg，实际运行给水硬度几乎为零。蒸汽中Na+也基本控制在12 p.g/kg左右。给水中Na+-般是30~ 50ug/kg，经设计计算，喷水能力达到2 t/h即可将汽温从530℃左右降到额定的485℃。焓降为90 kj/kg，含盐量却只增加2ug/kg，可以满足要求。
3.3 改造措施
通过比较，于2001年3号锅炉大修时对减温器进行了彻底改造，为使蒸汽温度分布均匀，在减温器前、后各增加了一只混合集箱，布置在两级过热器之间。
4、实施效果
喷水减温器在3*锅炉上运行一年来，实践证明优良可靠，汽温调节灵敏可靠，调节范围广，即使掺烧高炉煤气，锅炉蒸汽温度也能控制在485℃，有效地保证了过热器的安全。
5、结语
对钢铁企业中掺烧高炉煤气的锅炉在设计中应充分考虑减温器的调节余量，选择合适的减温方式，确保锅炉的安全运行。通过对3#炉减温器的改造以及运行方式的改进，基本做到汽温控制在额定汽温范围内，且无任何爆管事故发生。今后准备在其他锅炉上推广使用，以便有效地调节汽温，确保锅炉安全运行。
富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
