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國外研發(fā)鍋爐預(yù)警次級(jí)整合熱化體系過溫應(yīng)對(duì)
在滿負(fù)荷和70%額定負(fù)荷下進(jìn)行了校核熱力計(jì)算,熱力計(jì)算各受熱面及進(jìn)出口煙溫匯總表,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)存在以下問題。1爐膛出口煙氣溫度明顯高于原設(shè)計(jì)值從100%額定負(fù)荷熱力計(jì)算表可以看出,爐膛出口煙氣溫度為1149,明顯高于原設(shè)計(jì)值1101,從而使受熱面的對(duì)流吸熱量增加,噴水減溫量增加。過熱蒸汽所需噴水量約60t/h,高于設(shè)計(jì)推薦值(33.553.6t/h),而假如再熱器調(diào)節(jié)受熱面未有蒸汽通過時(shí),再熱汽出口汽溫也能滿足要求。
造成爐膛出口煙溫高于設(shè)計(jì)值的原因有:a)蘇聯(lián)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)問題按照九十年代蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)通報(bào)說明,當(dāng)燃用貧煤,無煙煤時(shí)按1973年熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的爐膛出口煙溫與實(shí)測(cè)值相比,要小50100,在計(jì)算時(shí)要充分考慮這一因素。本校核計(jì)算表計(jì)算出的1149已說明比原設(shè)計(jì)值高了48,考慮到上面談到的因素,爐膛出口煙溫就更高,具體到本爐到底比設(shè)計(jì)計(jì)算高多少度,要具體測(cè)定才行。
b)實(shí)際燃用煤質(zhì)較設(shè)計(jì)煤質(zhì)差由于實(shí)際燃用煤質(zhì)Aar高,發(fā)熱量低,鍋爐的各項(xiàng)指標(biāo)如鍋爐出力、蒸汽參數(shù)、熱風(fēng)溫度等均能滿足要求,但煤粉著火時(shí)間長(zhǎng),火焰滯后,導(dǎo)致燃燒火焰中心抬高,爐膛出口煙溫升高。c)爐膛漏風(fēng),不僅可使?fàn)t膛出口煙溫升高,而且煙氣量增加,對(duì)流受熱面吸熱量增加,減溫水量增加。d)如果高壓加熱器停運(yùn),爐內(nèi)結(jié)渣、積灰也可導(dǎo)致爐膛出口煙氣溫度升高。
排煙溫度高于設(shè)計(jì)值100%額定負(fù)荷時(shí),排煙溫度165,高于原設(shè)計(jì)排煙溫度156,鍋爐效率下降了約1%,經(jīng)濟(jì)性變差。引起排煙溫度高的原因有:爐膛出口煙氣溫度升高,對(duì)流受熱面的積灰、漏風(fēng)。其中爐膛及制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對(duì)排煙溫度的影響較大,這兩部分漏風(fēng)直接進(jìn)入爐膛,減少了空氣預(yù)熱器中空氣流通量,減少了空氣預(yù)熱器中空氣側(cè)的吸熱量,導(dǎo)致排煙溫度升高。空氣預(yù)熱器本身的漏風(fēng)也可使排煙溫度升高,每漏入1%的空氣量,可使排煙溫度升高約1.
關(guān)于調(diào)節(jié)受熱面問題從熱力計(jì)算表可以看出,調(diào)節(jié)受熱面取掉一部分后,滿負(fù)荷不經(jīng)調(diào)節(jié)受熱面,70%額定負(fù)荷時(shí)再熱蒸汽全部經(jīng)過調(diào)節(jié)受熱面時(shí),能滿足再熱蒸汽參數(shù)要求。但在滿負(fù)荷時(shí),調(diào)節(jié)受熱面處于干燒狀態(tài),考慮到煙氣溫度沿寬度不均勻程度,如偏差系數(shù)僅取1.1,則最高煙溫處可達(dá)605,遠(yuǎn)超過12Cr1MoV所允許的干燒溫度580,從而造成超溫破壞,頻繁爆管。其原因分析如下:a)原設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中爐膛出口煙溫為1101,如讓再熱蒸汽不經(jīng)過調(diào)節(jié)受熱面,再熱蒸汽參數(shù)滿足不了要求,故要在調(diào)節(jié)受熱面中吸熱。部分蒸汽通過調(diào)節(jié)受熱面,冷卻了管壁,也不會(huì)超溫,而實(shí)際爐膛出口煙溫高于原值達(dá)50或者更高,使得蒸汽不經(jīng)過調(diào)節(jié)受熱面或通過少量蒸汽便滿足要求,因而存在超溫問題。這是由于原計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)造成的。
b)鋼材選用欠佳,12Cr1MoV合金鋼的抗拉強(qiáng)度受溫度變化影響極大。溫度稍有升高,其抗拉強(qiáng)度就下降非常明顯。抗拉強(qiáng)度與溫度的關(guān)系如。由圖可見,這種鋼材要求其所處的煙溫不宜波動(dòng),否則對(duì)其壽命有顯著影響。
考慮一定的裕量,則在100%負(fù)荷時(shí)再熱器調(diào)節(jié)受熱面不超溫的最小流量為:Dzt=1.2D=26t/hd)在滿負(fù)荷工況下,為了防止再熱器調(diào)節(jié)受熱面干燒,可讓部分蒸汽通過,就一組調(diào)節(jié)受熱面通過20t/h,30t/h蒸汽進(jìn)行了壁溫計(jì)算說明:通過30t/h蒸汽時(shí)壁溫約為545,小于金屬許用溫度,管壁安全,噴水量約7t/h;通過20t/h蒸汽時(shí),壁溫約為574,接近12Cr1MoV許用溫度,處于危險(xiǎn)區(qū),噴水量約5.7t/h.通過最小流量估算及壁溫計(jì)算數(shù)據(jù)說明,一組調(diào)節(jié)受熱面在滿負(fù)荷時(shí)通過約30t/h蒸汽管壁是安全的。但以上僅是估算,為準(zhǔn)確起見,宜作調(diào)整試驗(yàn)。
結(jié)論建議a)爐膛出口煙氣溫度高是造成再熱器調(diào)節(jié)受熱面入口煙溫高的主要原因b)排煙溫度高使鍋爐效率降低。c)解決調(diào)節(jié)受熱面超溫的方法是讓部分蒸汽通過調(diào)節(jié)受熱面,以冷卻金屬管壁,保證其安全工作。但需投用再熱器事故噴水,會(huì)使本機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有所下降。從100%額定負(fù)荷看,為了做到既保證管壁安全,又不使噴水量過多而導(dǎo)致機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性有所下降,可通過減少調(diào)節(jié)受熱面,即減少再熱蒸汽流通面積,提高蒸汽流速,從而使蒸汽對(duì)管壁冷卻的效果更好些,事故噴水量也就可少些。但從70%額定負(fù)荷熱力計(jì)算來看在現(xiàn)有的一側(cè)93排基礎(chǔ)上如進(jìn)一步減少到87排,面積約減少1/4,則使再熱汽溫下降5左右,再熱汽溫難以達(dá)到要求。為此建議保持現(xiàn)有的受熱面不變。
(完)