锅炉分隔屏管屏出列分析与治理

锅炉分隔屏管屏出列分析与治理

周斌1韩冰2

(华能大庆热电有限公司黑龙江大庆163000)

摘要：华能大庆热电有限公司在机组检修期间检查发现分隔屏过热器管屏出列，分析了管屏的出列原因，给出了整改措施。

关键词：分隔屏出列膨胀

引言

华能大庆热电有限公司2*350MW超临界锅炉1、2号机组在2013年投入商业运行，2016年1号机组B级检修时发现分隔屏过热器管屏出列，在检修期间，与哈锅技术人员共同现场见证并讨论分析，给出了分隔屏过热器管屏出列的原因及整改的措施。

1设备概述

华能大庆热电有限公司装有2台350MW超临界机组，2台机组于2013年投产。该机组锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的HG-1110/25.4-HM2型褐煤超临界压力直流炉。为一次中间再热、超临界压力变压运行，采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置、紧身封闭。采用中速磨直吹式制粉系统，每炉配6台MPS170HP-II型磨煤机。锅炉采用墙式切圆燃烧方式，主燃烧器布置在水冷壁的四面墙上，每层4只对应一台磨煤机。SOFA燃烧器布置在主燃烧器区上方的水冷壁的四角，以实现分级燃烧降低NOX排放。

从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的分隔屏过热器、末级过热器、水平烟道中的末级再热器，然后至尾部双烟道中烟气分两路，一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，两路烟气充分混合后流经SCR烟道，最后进入下方的两台回转式空气预热器。

锅炉分隔屏过热器和末级过热器布置于炉膛上部。过热蒸汽温度采用煤水比和两级喷水减温控制。在上炉膛布置横向节距较宽的分隔屏受热面，有效防止管屏挂渣。

采用顺流布置的分隔屏过热器布置在炉膛正上方，沿炉宽方向布置四大片，每大片又沿炉前后方向分为八小片。分隔屏过热器管径主要由φ51、φ44.5等规格管子构成，材质为SA-213T91、SA-213TP347H的管组组成。

表1

2分隔屏过热器检查情况

2.1分隔屏过热器管有部分管出列，主要集中在内三圈的出口侧管。1号锅炉在机组B级检修期间，停炉检查发现分隔屏过热器有部分管屏出现出列变形，出列变形的管组有7根，变形情况见图1。

2.2分隔屏过热器管屏没有按照设计向前膨胀，实际向后膨胀。吸热后出口管段内部工质温度比进口高，所以出口管组的膨胀量大于进口管组，理论上管屏表现为向前弯曲膨胀，但实际检查结果是管屏向后弯曲变形。

2.3流体冷却夹管从水冷壁夹持管脱出，水冷壁管没有夹持流体冷却夹管。

2.4流体冷却夹管与分隔屏较近处有碰磨、分隔屏与水冷壁折焰角相近处及流体冷却夹管与末过管相碰，严重磨损后可导致该处爆管。

3分隔屏过热器管排出列原因分析

3.1机组启动、变负荷速率过快导致膨胀过快

我公司锅炉采用等离子点火，冷态启动初期，由于热负荷突然投入，蒸汽介质量不足，导致冷却不够，管屏快速膨胀变形后容易造成出列；机组升负荷速率过快，造成分隔屏管排膨胀过快，出现膨胀受阻后造成管出列。

3.2管屏没有按照理论方向膨胀

分隔屏过热器管排出口管段材质为TP347H，入口管段材质为T91。TP347H线性膨胀量大于T91材质的膨胀量。下表是TP347H与T91管材线膨胀系数的对比：

表2T91钢的物理性能

表3TP347H钢的物理性能

按照膨胀系数对比，管屏应向炉前方向膨胀。出口段管没有按规律向下膨胀，主要是因为每组内3圈管弯头处吸收膨胀量小，易出列，没有按照管排前后方向顺序挤压膨胀。正常方向是向炉前膨胀，实际检查是向炉后膨胀。管排不规则膨胀后，出现了管出列的现象，管屏无序膨胀后造成管屏向炉后膨胀的情况。

3.3流体冷却间隔管与分隔屏管屏之间没有预留膨胀间隙

流体冷却间隔管与分隔屏管排接触处原设计没有留膨胀间隙，机组在运行时，流体冷却间隔管分别从锅炉中心线向炉左、炉右两侧膨胀，膨胀数值逐渐增大。没有留膨胀间隙，改变了膨胀方向和膨胀量，同时产生阻碍膨胀的点。锅炉热态时，流体冷却间隔管膨胀后拉动分隔屏管向管屏外侧变形，产生了管屏出列现象。

4分隔屏管排变形、出列整改措施

4.1为解决分隔屏管屏内3圈管弯头处吸收膨胀量小的问题，在分隔屏出口侧内3圈管子于上数第一、二道活动夹块之间加S型弯管。弯管方向沿炉宽方向，共96根。

4.2为解决分隔屏区域间隔屏热膨胀变形的问题，向下膨胀变形后，容易引起间隔管不在卡块中间，跳出固定托板。间隔管与分隔屏管互相磨损，易发生分隔屏爆管。在分隔屏区域间隔管竖直段上加膨胀弯，炉左、炉右各1根，共2根。

4.3调整分隔屏区域流体冷却间隔管固定钢板的位置，预留出膨胀间隙。避免流体冷却间隔管与分隔屏管之间没有膨胀间隙，造成膨胀受阻，拉伸分隔屏管出列变形。

4.4将分隔屏过热器管变形量小的管子校正恢复，变形量大的，无法校正的更换新管。

4.5检查分隔屏过热器区域活动夹块，有脱开、脱落的进行恢复或更换。

4.6对于流体冷却夹管从水冷壁夹持管脱出的，恢复原设计位置，保证水冷壁管子起到夹持流体冷却夹管的作用。

4.7同时检查流体冷却夹管与分隔屏较近处、分隔屏与水冷壁折焰角相近处及流体冷却夹管与末过相碰处，在相碰位置增加了防磨板，防止接触处磨损。

5结论

超临界机组的分隔屏过热器管排少量管发现出列后应尽早解决，避免大量管出列造成管屏严重变形。利用四管检查机会对发现出的问题及早处理，保证锅炉设备长期安全运行。

参考文献:

[1]华能大庆热电厂2×350MW机组HG-1110/25.4-HM2型超临界锅炉说明书

[2]火力发电厂金属材料手册