900mw锅炉水冷壁鳍片超宽问题及处理1

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1、900MW锅炉水冷壁鳍片超宽问题分析及处理《热能动力工程》2004.7第4期900MW锅炉水冷壁鳍片超宽问题分析及处理上海外高桥第二发电有限责任公司冯伟忠【摘要】上海外高桥二期2×900MW火电工程，在安装阶段遇到了锅炉水冷壁局部鳍片宽度超标的问题，针对这一问题的处理和工期的尖锐矛盾，从风险评估的角度出发，经理论分析和研究，了解了鳍片超宽会产生的后果，并找出了兼顾质量和工期的解决途径。【关键词】锅炉水冷壁鳍片1、项目及锅炉简介上海外高桥二期工程、目前正在建设二台900MW燃煤超临界汽轮发电机组。锅炉岛由德国

2、ALSTOM能源公司(EVT)设计并供货，锅炉为直流塔式、一次再热、单炉膛、四角切圆、固态排渣煤粉炉。第一台机组计划2003年底整组启动，2004年6月投产。锅炉的基本数据如下：最大连续出力：2788t/h主蒸汽/再热蒸汽温度542℃/568℃主蒸汽压力24.955MPa(BMCR工况)炉顶标高114.5m炉膛截面21.48m×21.48m2、问题的原由2003年3月，ALSTOM公司派设计部门的专家对锅炉本体的安装进行了全面检查，而后以书面的形式提出了整改意见。在这其中，过渡段垂直水冷壁的修改成了一个矛盾

3、的焦点。图1(背火侧)铸钢联接件根据设计，锅炉水冷壁以接近炉膛出口的63.85m为分界(炉膛出口标高68.4m)，下部采用螺旋水冷壁，螺旋角为26.2o，上部仍为传统的垂直水冷壁。两者之间采用一种特殊的铸钢件(见图1)进行机械联接，而管内工质则通过铸件中间引出管引至外侧联箱进行混合。制造厂对水冷壁采用分片方式出厂。每片约3m宽。在安装过程中，为满足对炉膛总尺寸的要求，将部分片间鳍片进行了加宽处理。由于对鳍片宽度增加后可能会产生的负面影响认识不足，这一问题被搁置了下来。在2003年3月ALSTOM设计专家对本

4、体的检查过程中，共确定有7处靠近螺旋水冷壁的垂直水冷壁鳍片宽度超标。ALSTOM设计专家和总部对这一问题的意见非常明确，必须进行处理，以使这部分的鳍片宽度全部调整到最大允许值以内。3、ALSTOM的处理方案及与工期的矛盾过渡段垂直水冷壁管的设计尺寸为:管径:Ф33.7×6.3mm节距:60mm；(最大允许值：64mm)图2(向火侧)铸钢联接件鳍片:26.3×6mm5900MW锅炉水冷壁鳍片超宽问题分析及处理《热能动力工程》2004.7第4期对于各超宽鳍片的处理，ALSTOM的现场专家根据设计人员的要求制定了

5、一个工艺方案。总思路是将该处的鳍片宽度调减至最大允许值内，同时将超过允许值的部分均摊至相邻的鳍片。每个鳍片宽度拟增加3mm。以最大节距处为81mm为例，该点总共要调整(81-60)÷3=7处。又因垂直段与螺旋管的相连按2:1配置（见图2）。故垂直段需每两根（与一根螺旋管对应）设一处切割调整点。另外，在垂直段鳍片宽度调整的同时，还必须相应调整较长的一段垂直管所对应的螺旋管的角度和鳍片的宽度。由于每个铸钢联接件对应四根垂直管，故还需在其中间(如图2中黑线处)进行切割。对于这样一个方案，施工单位感到难以接受。其一

6、是铸钢件切割处鳍片特窄且厚，常规方法难以实施且质量也不能保证。其二是整个工艺方案的涉及面广且修改工作量大，技术要求高，难度大。按施工单位的测算，不考虑铸钢联接件的切割，完成该项任务也至少需两个月。对于第一个问题，德方表示可派遣专门人员并携带切割专用工具。对于第二个问题，德方也爱莫能助。时值4月初，锅炉本体施工已接近尾声，按计划，4月底应完成锅炉水压前的全部准备工作。如果实施这一方案，工期就将推迟一个多月。且不提在缺电形势下项目推迟投产所造成的社会影响和损失，光发电的直接收益损失就要上亿元人民币。但如果不处理

7、这一问题，ALSTOM明确表示将不能保证设备的性能和质量，由此而产生的风险和后果将由业主来承担。因此，如何权衡并解决这样一个两难问题确实极其棘手。4、鳍片超宽的后果分析及对策要对上述问题作出正确的决策，首先必须就鳍片超宽后将产生什么后果进行分析和评估。图3水冷壁工作示意图炉内燃烧热主要以辐射的方式投射于水冷壁表面，再通过金属的导热由水冷壁传导至管道内侧。而后管内工质（水）通过和管道内壁间以对流放热的形式吸收热量并将其带走。（水冷壁背火侧敷有保温材料，可以视为绝热体）。由图可见，鳍片段所吸收的辐射热，是以点a

8、为中心，在鳍片内向两侧传导至管壁。因此从定性的角度来看，鳍片的温度分布是向火侧的a点温度为最高，并沿两侧逐步降低。从定性的角度即可看出，当鳍片宽度增加后，在相同的炉内辐射热强度下，投射于鳍片表面的热量上升，这部分热量都将以a点为对称轴沿鳍片内向两侧传导。显而易见，由于传导热阻的存在，热量越高，传导温差越大，相应的a点温度将越高。为研究鳍片表面温度分布的规律，可截取宽度为1/2（图中a-b段）的单位长度的鳍片作为研