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过热器、减温系统的改进及运行实践

发布时间:2021-07-26 08:41:36 浏览数:

【摘要】本文介绍了BG-75/5.29-M1型循环流化床锅炉在运行过程中出现减温水量不足和减温水“抢水”的现象致使过热蒸汽频繁超温,以及减少低温过热器受热面和进行减温水系统技术改造的情况。经过实际运行的检验,积累了降低减温水量,过热蒸汽不再出现超温运行方面的实践经验。

【关键词】过热蒸汽;超温;受热面;减少;措施

1 锅炉结构和运行情况概述

我厂使用北京锅炉厂生产的三台BG—75/5.29—M1型循环流化床锅炉,过热器分高温级和低温级两组,中间布置喷水减温器,低温过热器由61排Φ42×4的蛇形管组成,蛇形管前半部采用20号钢,后半部采用15CrMo合金钢管;管束为顺列布置,高温过热器由61排Φ38×4、15CrMo的合金钢管组成,顺列布置。根据高、低温过热器的布置位置和传热方式属对流式过热器,汽、气的流向方式为逆向流。

锅炉和汽轮机配套组成母管制供热、发电系统。三炉采用并列运行方式,给水系统亦采用母管制给水配置,给水是经两台换热面积100㎡的高压加热器加热后,进入给水母管,减温水直接取于高加后的给水母管,经减温水调节阀调节后输入喷水减温器。喷水减温器控制过热汽温的方式,是把品质符合要求150℃的给水经过喷嘴在0.5Mpa的雾化压差下被喷入减温器内,当雾化水与过热蒸汽混合时被蒸发,从而起到了降低和控制过热汽温的作用。喷入减温器的给水量可由减温水调节阀控制,该锅炉额定负荷时的喷水量2.67Kg/s,减温焓为335KJ/Kg,可在30-100%负荷变化范围内保证额定蒸汽参数。锅炉制造厂家对低温过热器传热面积设计的主导思想是在锅炉带30%的额定负荷时,也能保证锅炉过热蒸汽达到额定参数。

2 问题的提出和分析

BG—75/5.29—M1型循环流化床锅炉减温系统设计减温水量为10.26t/h,减温幅度为132℃,由于炉膛敷设了大量的卫燃带(卫燃带的标高为18825mm),使得锅炉稀相区上部的温度高,造成了低温过热器出口温度升高,升高值最高为490℃(而设计值为428℃,每台锅炉的减温水的温度值为150℃以上的给水进行喷水减温,而最大减温水量为12.4t/h,锅炉在运行过程中其瞬间减温水量基本都已接近或超过12.4t/h,减温水量之多造成低温过热器急剧减温使减温前后的温差加大,进入高温过热器的汽温由240℃再加热到450℃使燃烧的热量损失增加。同时由于减温水调节阀的开度已工作在其调整范围的极限位置,这时锅炉的进风量、给煤量、回灰量变化或是其它外在因素的影响使煤量和循环灰量在很短的时间内突变,整个锅炉的燃烧工况就要随之发生变化,由于瞬间燃烧强度增强,锅炉稀相区(平均900℃以上)乃至于上部的温度突然升高至950—1000℃,而减温水量已超出其调控12.4t/h的范围,使进入高温过热器的蒸汽温度远超出设计值,高温过热器出口的过热蒸汽温度随之相应超出设计值450℃,这时锅炉和汽轮机的运行难免不处于过热蒸汽超温的工况。

实质上出现上面超温现象的另一个原因与低温过热器受热面设计偏大或传热系数选取偏小有关。以下下列出三台锅炉设计参数值和有代表性的实际运行参数值的对比表。

由上述数据可见,为平衡炉膛内吸热量,过热器设计的减温温降为131.3℃,减温幅度较大,一般仅为30~50℃。而实际运行的减温幅度高达214℃,在实际运行中,低过和高过的工质进口温度均低于设计值26℃和56℃左右。

由此可见,造成低温过热器出口温度过高,超过设计值的主要原因是由于稀相区上部的过热器受热面积相对过多和保护膜式水冷壁管的卫燃带太高及减温水需求量过大(原设计和实际运行负荷情况不相符,实际运行锅炉的负荷基本都在额定负荷的70%以上)。为了不改变卫燃带的高度,又要将减温水量降低,保证过热蒸汽不超温,就只有降低低温段过热器汽温,使减温水量能够在不超减温水调节阀额定调整范围并且有一定调节富余量的情况下,满足锅炉控制过热蒸汽温度的需求。可以避免出现减温水全开(超过12.4t/h)而主汽温度无法调节的问题。

3 实施技术改造方案的具体措施

为了降低减温水量和避免减温水在三炉运行时出现“抢水”现象,使过热蒸汽的汽温不超过设计参数,经过反复的技术论证,解决问题的方法分为两个步骤实施。

3.1 根据实际减温水量和运行参数,将减温水系统进行改造,把原三炉接至高加出口的减温水管路改到高加的入口管路上,也就是直接接在给水泵出口给水母管上,使减温水的温度由原来的150℃降为100℃,经过减温水系统的改造,使投入减温水的焓值有所降低,减少了减温水的使用量,可以有效控制主汽温度。

3.2 将低温过热器受热面管束适当减少一部分,降低低过出口的蒸汽温度,其实是更进一步减少减温水量,完全达到锅炉在任何工况发生突变的情况下,减温水调节阀都不致全开,而使减温水的调节留有很大的可控余量。在保证锅炉能达到额定出力的情况下,控制住过热器汽温变化幅度范围不超技术规定标准。

整个技术改造的全过程,一方面是将减温水系统进行改造,使减温水温度降低。另一方面将低温过热器受热面的管束减少两排,将低温过热器前半部分和后半部分的钢管材质全部都改换为12Cr1MoV,提高了低温过热器的抗磨性、耐高温性和机械强度。

4 结论

经过对BG—75/5.29—M1型循环流化床锅炉减温水系统和低温过热器受热面的技术改造,使以前运行过程中时常出现减温水量不足,使过热蒸汽超温的现象得到了根本性的解决。大大提高了机组运行的可靠性。

从改造前和改造后的技术参数对比情况看,减温水的使用量明显的大幅度降低,能够完全控制过热蒸汽温度,确实解决了减温水用量大和蒸汽温度超温的问题。在锅炉和汽轮机的安全运行方面也提高了主设备安全、稳定性,此项改造的理论依据和所实施的技术措施是完全行的。大大提高了系统的稳定性、可靠性,其经济效益可想而知。

综上所述,我厂BG—75/5.29—M1型循环流化床锅炉减温水系统和过热器受热面减少的技术改造,在经济性和安全性方面,经实际运行的验证是比较成功的,值得借鉴和推广。

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