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1、提高超临界机组运行可靠性研究摘要：目前投产的超临界机组的锅炉过热器和再热器管由于内壁氧化皮偏厚、剥落后堆积，导致管内介质流量减少而引起的爆管事故已成为发电企业的突出问题，严重影响了机组运行的可靠性和经济性。本文通过介绍了某发电厂锅炉末级过热器因氧化皮脱落堵塞管子而引起的爆管情况。这将为提高超临界机组的运行可靠性和预防氧化皮的危害提供了一定的理论依据。关键词：锅炉；末级过热器；爆管；氧化皮；可靠性中图分类号：TK223文献标识码：A1爆管情况广东某发电厂4号机组的SG-1913/25.1-M960型锅炉的末级过热器（末过）结构见图1,其中末过高温段外
2、三圈下弯头及末过出口垂直段均为SA213-TP347H钢，下弯头4、5、6号及高温垂直外6根管为SA213-T91钢，下弯头内六圈管及垂直内6根管为SA213-T23钢。图1末级过热器管屏2010年3月20,4号锅炉末过向左侧发生爆管，爆口位于左数第18屏管前数第12根，运行时间为22570h,爆管材料为SA213-T23钢，规格为d38.1mmX7.96mmo爆口距离下部弯头185mm,爆口长50mm,宽为10mm,内外表面存在平行管轴线多条宏观蠕变裂纹；内外表面有明显氧化皮，爆口呈鱼嘴状，边缘较锋利，呈撕裂爆裂（图2）o图2末级过热器爆口爆破同
3、时吹穿左数第18屏前数第11根管，以及左数第17屏前数第10根管，吹薄左数第17、18、19屏共20根管,其中最薄一处为3.3mm。SA213-TP347钢管子实际厚度为7.06mm,SA213-T91钢和SA213-T23钢管子厚度为7.96mm。对左数第广25屏的内3圈及左数第55~68屏管的内2圈管的下部弯头进行拍片检查，发现有少量的氧化皮，最多的一根管氧化皮堆积厚度约8mmo2原因分析爆口较小，细长，内部有氧化皮层，且有较多的轴向裂纹等，爆管内部氧化层核爆管下部弯头弯管分别见图3和图4。从图3、图4可以看出，爆管的内部有一层厚厚的氧化皮,而
4、且弯头弯管工艺不良，存在明显凹陷。图3爆管内部氧化层图4爆管下部弯头弯管工艺不良SA213-T23钢材质管正常运行时已经达到材质的上限温度，易生成氧化皮，一旦脱落将呈现较大块状或长条状，使弯管工艺较差的弯头部位出现部分堵塞，流通面积下降，管壁温度超限，最终造成长期超温爆管。3预防措施(1)将SA213-T23钢管更换为SA213-TP347H钢管，而且更换管的晶粒等级应选较高级别，如7级。较经济的方案是将末过最内圈管下部弯头更换为SA213-TP347H材料，其他部位下部弯头更换为SA213-T19材质，材料晶粒等级应使用较高等级，如7级。较安全且
5、经济的更换下部弯头的方案是将最内圈管更换为SA213-TP347H钢，晶粒等级7级；将7~11圈更换为SA213-T91o(2)控制末过出口蒸汽温度不超过574",受热面金属温度不超过59CTC。由图5可见，末过屏间壁温值为明显的双驼峰曲线，偏差达到509左右，应对锅炉进行燃烧调整以消除两侧温偏差。图5锅炉末过屏间壁温曲线(3)HP1003碗式中速磨煤机均匀性指数为0.8~0.9,低于一般中速磨煤机的o.n.1,而且磨煤机出口有4根煤粉管，煤粉浓度偏差较大，容易造成燃烧偏斜产生热偏差。(4)加强炉膛吹灰，定期清洁炉膛的屏式过热器(屏过)，以增加炉膛
6、和屏过的吸热，降低末过壁温可降低5£以上，减温水量减少50%以上。(1)从两侧减温水量的偏差和末过屏间壁温曲线可以看出，3、4号锅炉左右侧烟温存在明显偏差，这不仅使一侧的受热面管子容易出现超温，而且减温水的投退，特别是低负荷阶段尽量不投二级减温水。(2)温升(降)速率直接影响到氧化皮的剥落，由于氧化皮和基体金属的线膨胀系数有明显差异，控制温升速率显得尤为重要。如果采用等离子点火装置，为防止等离子装置点火起动初期温升难以控制，在起动时应投油助燃，待蒸汽流量达到100t/h后才投入等离子点火装置，以减少燃油量。(3)在起动初期，通过汽轮机起动旁路对系统
7、进行长时间大流量低压冲洗，以将沉积的氧化皮冲走；在起动和升负荷期间，注意监视壁温度，如发现异常，可以采取快速升降负荷变压冲洗。(4)机组运行中正常升、降负荷速率不超过3〜5MW/min,在300〜600MW负荷区间内升、降负荷要维持屏过出口温度530°C,末过出口温度571°C,如由于升降负荷的扰动造成上述温度的波动率超过5°C,要适当降低机组的升、降负荷速率或暂停升降负荷，待温度调整稳定后继续进行负荷降操作。机组正常停机要采用滑停方式，滑停过程中屏过、末过蒸汽温度的变化率不高于2oC/mino(1)机组由于事故紧急停机，炉膛通风lOmin后立即停
8、送、引风机运行并关闭送风机出口和引风机进、出口挡板进行炯炉4h以上，防止受热面温度快速降低。如紧急停炉后需要对锅炉进行强制
