660MW锅炉控制氧化皮技术措施

660MW锅炉控制氧化皮技术措施

屈祥

大唐宝鸡第二发电有限责任公司 陕西商洛 721000

摘要：通过对陕西宝鸡发电公司660MW机组锅炉投产以来运行数据的整理、研究，从氧化皮产生的机理和脱落问题的原因等方面分析了共同攻关。结合国内一些电厂类似情况进行调研，根据超临界电站锅炉的特点，为减缓受热面管子内壁氧化皮的生成，有效防止氧化皮脱落，保证锅炉安全运行，制定相应应对措施。

关键词：锅炉 氧化皮 超温 经济运行 措施 堵塞 爆管

1 设备概述

陕西宝鸡第二发电有限公司的#5、6机组分别于2010年12月和2011年12月建成投入运行。机组设计总容量为2* 660Mw，其中#5、6锅炉系上海锅炉厂生产的SG-2066/25.4-M977型超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，为超高压锅炉，其基本型式为：单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢架悬吊结构Π型露天布置、固态排渣。锅炉整体呈“Õ”型布置。膜式水冷壁与其上部的折焰角形成了炉膛，炉膛宽度18816mm，炉膛深度18814mm，水冷壁下集箱标高为7500mm，炉顶管中心标高为73000mm。炉膛由螺旋管圈和垂直管圈膜式壁组成。炉底冷灰斗角度为55°，从炉膛冷灰斗进口（标高7500mm）到标高49219mm处炉膛四周采用螺旋管圈，管子规格为φ38.1mm，节距为54mm，倾角为18.7493°。在此上方为垂直管圈，管子规格为φ34.93mm，节距为56mm。螺旋管与垂直管的过渡采用中间混合集箱。炉膛出口处折焰角上方布置高温过热器。水平烟道由后烟井延伸部分组成，其中布置有末级再热器。后烟井被隔墙过热器受热面分成前后两部分，布置有低温过热器、低温再热器和鳍片省煤器。炉后尾部布置两台转子直径为 14236mm的三分仓容克式空气预热器。

锅炉启动系统采用带再循环泵的启动系统，锅炉炉前沿宽度方向垂直布置2只外径/壁厚为中 812.8/90mm的汽水分离器，其进出口分别与水冷壁和炉顶过热器相连接。

炉制粉系统采用6套中速磨正压冷一次风机直吹式系统，MCR工况下5套运行，1套备用。

每台锅炉配备吹灰器150只，其中炉膛部分92只墙式短伸缩吹灰器，分四层布置，一层位于燃烧器的下方，其余三层位于主燃烧器与SOFA之间，由于墙式吹灰器均布置在水冷壁的螺旋段，为了保证吹灰器的横向对称布置且开孔中心位于扁钢中心，各吹灰器的标高均不相同。在炉膛出口处左右侧各装有8个负压测点。

投运以来氧化皮脱落导致锅炉爆管事件3次，首次由于氧化皮泄漏时机组累计运行时间为14821小时。

2 直流锅炉氧化皮的危害

超临界直流炉受热面超温将引起金属组织老化，产生蠕变爆管，受热面高温氧化腐蚀将导致关闭减薄或堵塞而爆管，其具体危害有：氧化皮堵塞管道，引起相应的受热面关闭金属超温爆管，长期的氧化皮脱落，时关闭辩驳，强度变差，直至爆管，锅炉受热面、再热器、主蒸汽管道及再热蒸汽管道内剥落下来的氧化，是坚硬的固体颗粒，严重损伤汽轮机通流部分高中压机的喷嘴、动叶片机主汽阀、旁路阀等，导致汽轮机同流部分效率降低。

3 控制措施

3.1设备方面存在的问题分析以及维护治理的措施

3.1.1定期割管检查氧化皮情况

1）做到受热面“逢停必检”，根据运行期间锅炉受热面管壁金属温度台帐确定重点检查区域与部位，对壁温偏高位置重点检查，对奥氏体钢进行磁通量氧化物无损检测，对珠光体等其它钢种用X射线拍片检查。根据检查情况判断是否割管检查。

2）机组扩大性C修及以上的检修机会，对水冷壁垂直管屏、屏式过热器、高温过热器、高温再热器进行割管取样2～3根进行检查。取样位置一般应根据运行中壁温记录及现场实测管壁温度，选取温度较高的管子。取样后如管内发现氧化皮较多时，应进行扩大检查，并及时照相测厚后交化学试验室，最终由生技、运行、检修、金属、化学各相关专业共同讨论和确定进一步的防治措施。

3）举一反三，认真执行机组检修中的金属割管取样、化学割管取样等技术监督手段，做好过热器、再热器氧化皮防治和监督工作。主要包括：

A、每次机组检修前由生技部金属专业根据无损检测情况提出金属割管取样要求，化学专业提出化学割管取样要求，随机组检修安排同时审批后下发执行。取样位置应选取运行中管壁温度偏高区域管排的下弯头，一般取管屏的SA213-T91、SA213-TP347H材质弯曲度较大的下弯头。

B、机械检修部按受热面换管工艺要求，进行割管取样。取样过程中应注意：试样管的排数、标高、长度等应符合要求，试样管段应避免加热、敲击、水冲洗等操作防止氧化皮附着层产生变化，并应用记号笔做好标记。

C、金属试验室、化学试验室对管样进行宏观检查和必要的理化检验。

D 根据各项检查检验结果综合分析评判各受热面氧化皮水平，并确定下一步的工作重点。

3.1.2喷燃器检查治理：

每次机组大、小修中检修部要对锅炉喷燃器做外观检查，对烧损的喷燃器必要时进行修复更换。对喷燃器的内、外部固定器件进行检查紧固，必要时进行更换，对喷燃器摆角进行冷态活动调试，确保摆角调整灵活。

3.1.3各二次风门档板同步性检查治理：

机组长期运行一段时间后，同层各二次风门档板会出现较大的偏差，二次风门档板同步性对锅炉的燃烧以及结焦情况影响较大，当同层二次风门档板出现较大的偏差时，会使火焰偏斜刷墙，造成水冷壁结焦，使锅炉效率降低；另一方面，使炉膛出口烟温偏差增大，过再热汽管壁温度超温，影响锅炉安全运行。据此，我们可以从以下几个方面来做工作，以保证各二次风门档板同步性：

1）每月定期对二次风门档板同步性进行校对一次，发现问题及时处理（现每月4日白班进行二次风门档板同步性校对一次）。

2）经常对两侧蒸汽参数偏差以及烟温偏差进行分析，做到及时发现问题，及时处理。

3）将各二次风门档板内外同步性进行校对纳入机组大、小修标准项目，确保二次风门档板内外开度指示的一致性。

3.1.4一次风的调平及相关试验工作：

制粉系统长期运行一段时间后，由于系统磨损得不一致性，会使每个一次风管带粉量产生一定的偏差，使煤粉气流产生偏斜，引起火焰中心产生偏斜，造成水冷壁结焦，使锅炉效率降低，严重时会引起水冷壁爆破；因此，可以每半年对一次风系统进行一次调平、及一次风速校核试验，为运行调整提供调整依据；每季度对锅炉效率、漏风、氧量进行一次校核测定。每周对制粉系统煤粉细度取样分析调整，确保煤粉细度合格。

3.1.5减温水调门漏量的治理：

机组长期运行，会使减温水调门冲刷严重，造成减温水调门漏量增大，给汽温调整带来困难，机械检修部利用大、小修机会定期对减温水调门进行检查处理，保证其漏量在2t/h以内。金属专业对减温器喷嘴吹损情况进行探伤检查，确保减温器雾化效果良好。

3.1.6加强锅炉炉底漏风治理，保持合理炉膛火焰中心位置

机械检修部正常运行中对炉底密封要定期检查维护，减小炉底不正常漏风。发电部要根据负荷情况做好干渣机冷却风门调整，在低负荷（330MW）运行时间段关闭炉底液压关断门，以减少炉底漏风，保持合适的排渣温度，避免炉渣结焦与漏风量过大，使各工况下炉膛火焰中心位置合理。

3.1.7加强锅炉吹灰器的定期检查与静态调试

机械检修部要利用检修机会，对锅炉受热面吹灰器喷嘴进行检查，对吹灰器的位置进行静态调整试验，保证吹灰器到位位置合适，避免吹扫受热面。发电部在运行中，锅炉吹灰前后对吹灰器退出到位情况进行检查，发现问题及时联系处理，避免吹灰枪卡涩吹漏。

3.2运行操作调整措施：

3.2.1启动过程中：

1）启动过程中严格控制锅炉水质，严格按照规程规定执行。

冷态冲洗标准：循环水（或凝结水）Fe＜400ug/l，SiO₂≤80ug/l，YD≤10umol/l；炉水Fe＜100ug/l，YD＝0。

热态冲洗标准：炉水Fe＜50ug/l，YD＝0。

2) 机组启动前强制全炉膛火焰丧失MFT保护。

3）启动前确保A、B磨煤机比例溢流阀更换为小量程，保证磨煤机在小煤量工况下运行稳定。

4）机组冷态启动过程中，严格按照机组升温控制曲线控制给水及蒸汽温度。锅炉点火起压后，应逐步开大汽机旁路以对过热器和再热器进行冷却，并严格按照规程控制主蒸汽升温速率、主汽压升压速率及给水温升率，机组在负荷80MW前严禁投入减温水。

5）机组启动过程中严密监视各受热面金属壁温及偏差情况，控制各金属管壁温度变化率不大于 3℃/min不超限。电控检修分部热工专业根据要求对锅炉主再热汽温度设置温升率超限报警，便于运行人员监控。

6）在热态、极热态启动过程中，为防止受热面金属温度降低，锅炉的风烟系统要与其它系统同步启动，以免对受热面过度冷却。风烟系统启动后1小时点火不成功，及时停止风烟系统。

7）机组启动过程中，屏式过热器、高温过热器和高温再热器各管壁温度升至350～400℃时，需稳定壁温1小时，然后再继续增加锅炉热负荷。

3.2.2正常运行中：

1）锅炉正常运行中，应保证燃烧稳定，同时使炉膛热负荷分配均匀，减少热偏差，保证锅炉运行各参数正常。保持燃料着火距离适中，火焰稳定且均匀的充满燃烧室，不直接冲刷水冷壁。同一标高燃烧的火焰中心应处于同一高度。一次风速控制在25～38m/s，燃料的着火点应适中。

2）正常运行时，应维护炉膛负压在-50～-150Pa，锅炉不向外冒烟。锅炉进行燃烧调整或增加负荷时，除了保证汽温、汽压正常外，还应使启动分离器出口温度维持在正常值范围内。燃烧器投用后，应检查着火情况是否良好，及时调整风量，防止烟囱冒黑烟。

3）锅炉正常运行中应保证一、二次风配比适当，四角一次风管风速平衡，保证火焰中心位置不偏斜、不冲刷受热面。

4）锅炉正常运行时，主再热气温按照规程规定参数运行，防止超温运行，保证各段工质温度、壁温不超过规程规定值。

5）正常升、降负荷时严格按照运行规程控制负荷变化速率、受热面温度波动速率、屏过进出口、高过进出口、高再进出口的汽温变化率不超过规定值，必要时降低加减负荷速度。

6）正常运行时，过热器减温水应保持有一定的调节余地，但减温水量不宜过大，以保证水冷壁运行工况正常，在汽温调节过程中，控制减温水两侧偏差不要过大。调节减温水有一定的迟滞时间，调整时减温水不可猛增、猛减，应根据减温器后温度的变化情况来确定减温水量的大小。减温器调节特性差或漏量大时，停机检修处理。

7）锅炉启动初期要建立稳定的初始流量，在启动过程中保持启动分离器水位、过热度稳定，避免给水流量大幅波动。低负荷运行时，减温水的调节尤须谨慎，为防止引起水塞，喷水减温后蒸汽温度应确保过热度20℃以上；投用再热器事故减温水时，应防止低温再热器内积水，减温器后温度的过热亦应大于20℃。

8）加强运行过程中锅炉受热面金属温度的监督，发电部建立受热面管壁温度台帐，做好盘前参数分析与班、日报表分析，发现受热面金属温度测点故障时及时联系处理，受热面金属壁温异常变化情况及时进行分析并汇报。

3.2.3停运过程中：

1）正常停机可采用滑参数停用方式，滑参数停炉主汽温目标值最低控制在450℃，防止在低负荷区域过热器进水、各受热面进出口汽温突变使氧化皮剥落。

2）停运和滑停过程中控制屏过进出口、高过进出口和高再进出口温降速率、主汽压降速率不超过规程规定，特别注意一、二级减温和再热减温后温度，避免减温后汽温跌入饱和温度使蒸汽带水，操作减温水门应平稳缓慢。

3）正常停炉或故障紧急停炉后，锅炉熄火并保持30-40%风量通风吹扫5分钟后，停运送、引风机，关闭送、引风机出入口挡板，关闭高压旁路阀，开启低压旁路阀利用凝汽器负压对再热器内余汽抽10分钟。关闭锅炉上水总门，关闭汽水系统各疏放水门，进行闷炉。

4）闷炉16小时后，如有检修工作开启送、引风机出入口挡板，送风机动叶和引风机静叶全开，锅炉进行自然通风冷却。一般禁止强制通风冷却，如确需则在自然通风冷却12小时后，方可进行炉内强制通风冷却。启动一台引风机运行，开启送风机动叶，调整烟气调温挡板开度使尾部烟道内烟气温降平衡，调节炉膛负压控制烟气温降率在1℃/min左右，控制过热器、再热器壁温的温降速率不大于1℃/min。

5）锅炉每次正常停炉后必须采用带压放水余热烘干，抽真空保养法（发生受热面泄漏情况除外）。

4 结语

总之，现在困扰超临界锅炉安全稳定运行的最大问题就是氧化皮脱落造成的锅炉受热面爆管，运行人员主要控制措施有两方面：一是控制锅炉运行中受热面不超温，二是在启停炉过程中控制受热面温升降速度不超限，不发生氧化皮大面积脱落。

参考文献

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