第３６卷第２期 ２０１７年６月 青海电力 Ｖ０Ｉ．３６ Ｎｏ．２ ＱＩＮＧＨＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ Ｊｕｎ．，２０１７ ＤＯＩ：１０．１５９１９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｑｈｅｐ．２０１７．０２．００６ ６００ ＭＷ超临界锅炉氧化皮防治控制对策 侯剑雄，谢摘斌，陈兴奋 珠海５１９０５０） （广东珠海金湾发电有限公司，广东要：对某电厂锅炉末级过热器和末级再热器材料进行升级改造，改造后遗留旧管引发的氧化皮脱落导致 爆管仍然存在。针对此问题进行分析，提出锅炉燃烧调整、燃煤掺烧、启停炉操作优化、氧化皮清理和吹扫等 改进措施。实践证明，上述措施有效控制了锅炉氧化皮生成与脱落，解决了堵塞爆管问题，提高了机组运行安 全性。 关键词：超临界；燃煤锅炉；氧化皮 中图分类号：ＴＭ６２１．２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—８１９８（２０１７）０２一 Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｏｘｉｄｅ Ｓｃａｌｅ ｏｆ ６００ＭＷ Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ＨＯＵ Ｊｉａｎｘｉｏｎｇ，ＸＩＥ Ｂｉｎ，ＣＨＥＮ Ｘｉｎｇｆｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｓ ｕｐｇｒａｄｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｒｅｈｅａｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｏｌｄ ｐｉｐｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｌｄ ｐｉｐｅ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｃａｕｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｂｏｉｌｅｒ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｃｏａｌ ｂｕｒｎｉｎｇ，ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｌｏｓｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ，ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｕｒｇｉｎｇ ｏｆ ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ｓｋｉｎ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｓｃａｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｆａｌｌ ｏｆｆ，ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ： ｃｏａｌ—ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒ； ｏｘｉｄｅ ｓｃａｌｅ ０ 引言 超临界锅炉产生的氧化皮主要危害：超温爆 管，机组启停过程中，氧化皮剥落量最多，由于蒸 汽流量小，在“Ｕ”型弯头底部堆积，最终堵塞管 子；损坏汽机，剥落氧化皮在高速蒸汽带动下，吹 蚀汽轮机通流部分喷嘴、叶片等，严重时会卡涩主 蒸汽温度５７１／５６９℃，ＢＭＣＲ主蒸汽流量１ ９１３ ｔ／ ｈ。底层Ａ制粉系统配有等离子点火装置，保留 原设计轻油系统，其中ＡＢ油层已改为小油 （０．８５ ｔ／ｈ）。设计煤种为神府东胜煤，校核煤种 为晋北烟煤。燃烧器为低ＮＯｘ煤粉燃烧系统 （ＬＮＣＦＳ），汽机配有４０％ＢＭＣＲ容量两级串联旁 路系统。 汽门；降低机组效率，部分机组为减缓氧化皮剥 落，降参数运行。 某电厂３、４号机组２００７年２月投入运行，锅 炉为上海锅炉厂生产的６００ ＭＷ超临界锅炉，四 １ 氧化皮问题分析 电厂３、４号锅炉原设计时，部分受热面选材 材质等级偏低，长期运行导致氧化皮快速生成并 脱落，运行２年造成堵塞炉管爆管现象达ｌ５次， 角切圆燃烧，额定蒸汽压力２５．４／４．３９ ＭＰａ，额定 作者简介：侯剑雄（１９７５），男，高级丁程师，从事火电厂生产技术与管理工作。 收稿日期：２０１７—０３—１３； 修回日期：２０１７—０４—１１ 第２期 侯剑雄，等：６００ ＭＷ超临界锅炉氧化皮防治控制对策 ２９ 脱落氧化皮如图１所示。大修时，对锅炉末级过 热器（以下简称“末过“）和末级再热器（以下简称 “末再”）检查时发现，氧化皮堆积集中在末过左 偏差，防止受热面局部超温运行。该电厂锅炉在 运行中末过金属壁温偏差过大，驼峰曲线明显，左 侧壁温超过６００ ｏＣ，左右侧壁温偏差达５０℃，特 别在３００～４００ ＭＷ时尤为明显。 ２．１分离燃尽风 ２．１。１ 水平摆角 侧管屏下弯头，末再由于管径大，氧化皮堆积量很 少。… 在四角切圆燃烧中，南于残余旋转影响，引起 水平烟道左右两侧炯气存在一定速度差和温度 差，从而造成两侧管屏对流传热、辐射传热及温压 不同，位于高于平均金属温度区域管道易发生过 热爆管，以末过最为敏感。调整ＳＯＦＡ水平摆角 可改变ＳＯＦＡ风的正反切角度，使炉膛出口炯气 流旋转强度减弱乃至被消除，从而改变各受热面 换热情况，达到调节左右侧汽温和壁温偏差的目 的。 图ｌ ＴＰ３４７Ｈ管材脱落的氧化皮 在６００ ＭＷ负荷下，改变ＳＯＦＡ水平摆角，得 ２０１２年对锅炉末过和末再部分材料进行升 级改造，改造后遗留旧管其运行问题仍存在。当 主蒸汽温度５７０ ｏＣ时，安装在锅炉大罩壳内末过 左侧管壁温度达６００ ｏＣ，其炉内管壁温度高达 ６３０ ｏＣ，接近管材抗氧化温度极限，若长期运行在 此温度附近，会导致管内壁氧化皮快速生成。脱 落氧化皮如图２所示。 到不同水平摆角下各参数变化曲线。该电厂尝试 将部分ＳＯＦＡ风水平摆角由反切改为正切。试验 证明，能明显减小末过、末再壁温偏差。最终确定 ＳＯＦＡ１、ＳＯＦＡ２层３、４号角水平摆角正切１５。，其 余水平摆角反切ｌ５。，此时效果最佳。 ２．１．２垂直摆角 ＳＯＦＡ摆角上摆，可抬高火焰燃烧中心位置， 减少水冷壁吸热量，提高炉膛出口烟温，增加再热 器吸热，并影响悬吊管壁温、末过和末再壁温。 ＳＯＦＡ垂直摆角从０。到２０。变化过程中，再热汽 温、再热器温升与排烟温度均变化不大，但水冷壁 后墙悬吊管右侧壁温整体升高。为降低悬吊管壁 温，在６００ ＭＷ负荷时保持较小的ＳＯＦＡ垂直摆 角，将其置于５。。 ２．２风门挡板 对ＳＯＦＡ、ＣＣＯＦＡ、ＣＦＳ及燃料风开度进行调 整。各风门挡板开度与炉膛风箱压差和总风量有 图２ Ｔ２３管材脱落的氧化皮 关，其中ＳＯＦＡ、ＣＣＯＦＡ风门开度是锅炉总风量的 为此，需要从锅炉燃烧调整与优化、运行措施 改进等方面进行完善，控制氧化皮生成与 脱落。 函数，燃料风为给煤机转速函数，而偏置风和辅助 风为炉膛风箱压差函数。通过对不同二次风风门 开度进行试验，分析锅炉炉膛吸热情况、受热面结 渣情况、飞灰和灰渣含碳量及受热面吸热偏差等， 得出最佳结果。 通过试验得出，６００ ＭＷ时ＳＯＦＡＩ～５开度为 ８０％、５Ｏ％、５０％、５０％、８０％，ＳＯＦＡ垂直摆角５。， ＳＯＦＡ水平摆角为ＳＯＦＡＩ、ＳＯＦＡ２层３、４号角水 ２燃烧调整与优化 通过调整分离燃尽风（以下简称“ＳＯＦＡ”）水 平、垂直摆角、风门档板和优化燃煤掺烧可改善烟 道温度场分布，降低受热面管道壁温偏差和汽温 ３０ 青海电力 第３６卷 平摆角正切１５。，其余水平摆角反切ｌ５。。在此基 础上，对２５０～５５０ ＭＷ工况进行调整，以３号炉 为例，各负荷下ＳＯＦＡ、ＣＣＯＦＡ、风箱差压函数见 表１。 表１ ３号锅炉ＳＯＦＡ、ＣＣＯＦＡ、风箱差压函数 ２．３掺烧燃煤 行时，采用低灰熔点的煤长期相互搭配（如印尼 合理掺烧搭配不同煤种，可减少锅炉结焦和 两侧烟气温度偏差，从而平衡末过、末再两侧的金 属壁温。 煤和神华煤），可缓解低负荷时再热汽温偏低问 题。２０１６年，该电厂机组运行３ ０００ ｈ，考虑到煤 价成本，在长时间低负荷时采取印尼煤为主、神华 煤为辅（３：２）的掺烧方式，大修对炉内检查表明 结焦可控。 ２．４试验结果 燃煤采购市场化，使锅炉无法长期燃用设计 或校核煤种，多煤种掺烧已是常态。该电厂主要 掺烧国内外烟煤和褐煤。在掺烧时，重点考虑煤 灰熔点（ｔ ），灰熔点高于校核煤种的煤和低于校 核煤种的煤相互搭配，比例为３：２或２：３，这样既 可避免锅炉严重结焦，减少金属超温，又可防止低 调整燃烧后，３号炉６００ ＭＷ时末过金属壁 温如图３、图４所示。调整燃烧后末过、末再金属 壁温偏差从５０℃下降至３０ ｃＣ，锅炉整体汽温上 Ｉ升，保证了锅炉受热面安全运行，同时锅炉金属超 温次数和幅度得到有效控制，有效减缓了氧化皮 生成速度。 负荷时再热汽温过低，其次考虑煤平均热值、硫 份、灰份等。近年来，该电厂以采购国内高熔点烟 煤和低熔点印尼煤为主。 结焦主要发生在高负荷。锅炉长期低负荷运 图３燃烧调整前３号炉６００ ＭＷ时末过金属壁温 第２期 侯剑雄，等：６００ ＭＷ超临界锅炉氧化皮防治控制对策 ３１ ～ 一 一． ・ ３号机组 一：： ，一一ｎ ｎ－－５２ 图４ 燃烧调整后３号炉６００ ＭＷ时末过金属壁温 ３ 改进措施 ３．１ 机组启停 １）锅炉热态燃烧调整，尤其是对ＳＯＦＡ风水 平摆角进行正切调整后，末过、末再两侧金属壁温 偏差从５０ ｃＣ下降至３０℃。 ２）通过不同煤种合理搭配，减少锅炉两侧烟 气偏差，避免末过超温和末再欠温。 ３）通过优化锅炉启停操作，缓解了锅炉启停 时温度变化率。 ４）变负荷扰动吹管和甩负荷吹管吹通了末 为防止氧化皮大面积脱落，应尽町能减少机 组启停次数，并减缓锅炉升温和降温速率。锅炉 停运后一般采取闷炉处理，不进行强制冷却。锅 炉热态启动时，点火后尽快增加燃料量，控制锅炉 末过、末再金属温升率５～６ ｏＣ／ｍｉｎ，防止受热面 金属温度降低；机组正常减负荷至２００ ＭＷ后，快 过堵塞的管道，减少了机组启停次数。 该电厂通过上述一系列措施，有效地控制氧 化皮产生、剥落，锅炉连续运行３年未发生锅炉爆 管现象，表明控制对策是行之有效的。 参考文献： ［１］罗江勇，吕新乐．某火力发电厂超临界锅炉末级过 热器和末级再热器受热面改造简述［Ｊ］．锅炉技术， ２０１４，４５（３）：６０—６２． 速减少煤量，使负荷快速降至１００ ＭＷ以下，将锅 炉手动ＭＦＴ、炉膛吹扫完毕后立即对风炯侧和汽 水侧封闭闷炉；锅炉停运后，采取氨水碱化，热炉 放水，余热烘干方法进行保养。 ３．２ 冲洗吹管 机组检修后，若对锅炉受热面进行换管焊接， 通常留有水溶纸。如冲洗不干净，会造成锅炉受 热面管道堵塞。基于节约使用除盐水的原则，应 制订专门冲洗方案。锅炉启动过程中，当主汽压 力达到６．０ ＭＰａ时，采取反复快开快关高旁阀的 方法，使主汽压力在５．０～７．０ ＭＰａ变化，对末过、 末再管道进行吹管，以吹出残留的氧化皮。 ［２］罗江勇，吕新乐，洪小飞．某火力发电厂超临界锅炉 未过末再受热面改造后节能降耗效果评估［Ｊ］．陕 西电力，２０１４，４２（１２）：８８—９Ｏ． ［３］王具宝，黄 浩，姜 磊．超（超）临界机组电站锅炉 氧化皮脱落的原因分析与防治［Ｊ］．锅炉技术，２０１５， ４６（５）：４０—４４． ５ 结论 通过采用以上氧化皮治理，运行至今未ｌ叶Ｊ现 因氧化皮脱落堵塞爆管停炉的情况。２０１５年、 ２０１６年检修期间对３号锅炉受热面管进行检测， 末过只有少量氧化皮堆积。 ［４］王 磊．预防超临界直流锅炉氧化皮生成解决探讨 ［Ｊ］．应用能源技术，２０１３，１９１（１１）：２６—２９． ［５］张明朝．６００ＭＷ机组超临界锅炉高温受热面氧化皮 剥落原因分析及防治措施［Ｊ］．工程技术：全文版， ２０１６，１１（０６）：７８—８１．
