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煤氣鍋爐低壓省煤器震動原因分析

文檔作者：張永福李如飛文檔來源：馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月13日
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30
冶 金 動 力
M[ETALLURGICAL P0WER
20l3年第l2期
總第166期
煤氣鍋爐低壓省煤器震動原因分析
張永福，李如飛
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山243000)
【摘要】針對130 t／h煤氣鍋爐低壓省煤器系統(tǒng)設(shè)計與運行特點，分析其震動原因，提出了運行中的有效
的降低排煙溫度、提高機組效率、節(jié)約能源的調(diào)整控制手段。
【關(guān)鍵詞】低壓省煤器；回熱系統(tǒng)；煙氣溫度；鍋爐負荷；震動
【中圖分類號】TK229 【文獻標識碼】B 【文章編號】1006—6764(2013)12—0030—03
Causes of Vibration of Low—．pressure Coal Economizer for Gas Boilers
Zhang Yongfu，Li Rufei
(the Thermal Power Plant of Maanshan Iron and Steel Co．，Ltd．，Maomhan，Anhui 243000,China)
【Absctrat]Causes 0f vibration trouble of the 1oW-temperature coal economizer for the
1 30 t／h gas boiler were analyzed in accordance with the design and operation characteristics
of the coal economizer．Some effective modification and control measures to reduce flue gas
temperature，improve system eficiency and save energy were also put forward．
【Key words]low—temperature coal economizer；recuperation system；flue gas temperature；
boiler load；vibration
1 鍋爐概況
某鋼鐵公司新建兩臺35 MW 煤氣發(fā)電機組，
2013年7月投入商業(yè)運行。鍋爐主體設(shè)備是杭州鍋
爐廠生產(chǎn)的型號為NG一130／9．8一Q ，熱效率為89．7
％(以低位熱值計1。鍋爐為單爐膛、高溫高壓自然循
環(huán)汽包爐，采用全膜式水冷壁。爐頂設(shè)頂棚過熱器
管，水平煙道布置有屏式過熱器、高溫過熱器、低溫
過熱器、蒸發(fā)管屏。尾部豎井煙道中布置省煤器、空
氣預(yù)熱器。爐膛、過熱器和蒸發(fā)管屏為全懸吊結(jié)構(gòu)，
省煤器、空氣預(yù)熱器、低壓省煤器為支承結(jié)構(gòu)。鍋爐
燃料為高爐煤氣摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣，點火和啟動采用轉(zhuǎn)
爐煤氣。
2 低壓省煤器布置和技術(shù)特點
本鍋爐低壓省煤器是一種經(jīng)特殊設(shè)計、可深度
降低排煙溫度，降低鍋爐煤耗的高科技產(chǎn)品，它是由
一系列螺旋翅片管，材料為09CrCuSb(ND鋼1、采用
臥式串聯(lián)布置，給水在管內(nèi)由下而上流動，煙氣在翅
片管外自上而下沖刷，安裝在鍋爐空氣預(yù)熱器與引
風機入口之間的尾部煙道。進水來自于汽機回熱系
統(tǒng)的凝結(jié)水管路，出水引至除氧器，具體布置見圖1
低壓給水系統(tǒng)總體流程圖。
技術(shù)特點：很好地解決了鍋爐煙氣余熱利用后
的熱量使用問題，創(chuàng)新性地把鍋爐煙氣的余熱使用
與汽輪機回熱系統(tǒng)有機地結(jié)合起來。真正地實現(xiàn)了
鍋爐余熱的資源充分利用，大大降低了排煙溫度。但
不可否認的是由于低壓省煤器布置在低溫區(qū)域，特
別是燃料含硫量大或者是鍋爐在長時間低負荷運
行，低溫腐蝕將會十分嚴重。因此，即使低壓省煤器
設(shè)計即使采用抗低溫腐蝕鋼，它的使用壽命也不會
太長。
二 ， 、
r器 f f 省煤器
： ：
．．_-J ．．-_J
圖1 低壓給水系統(tǒng)總體流程圖
機低加
2013年第12期
總第166期
冶 金 動 力
METALLURGICAL POWER 31
3 低壓省煤器運行現(xiàn)狀
鍋爐在調(diào)試過程中，當負荷到達70％以上時，
低壓省煤器內(nèi)部和出口管道因汽塞發(fā)生不規(guī)則震
動，汽塞嚴重時會將震動傳到除氧器。由于該系統(tǒng)
為低溫低壓，設(shè)計壓力不超過1．8 MPa、溫度不超過
200 oC，因此管道上都是采用低壓閥門、法蘭連接。
在鍋爐試運行的十天內(nèi)，系統(tǒng)不問斷連續(xù)震動，第一
次將低壓省煤器出口母管分段門，法蘭結(jié)合面金屬
纏繞墊震壞，造成鍋爐停爐，第二次又將1 爐省煤
器出口手動閥盤根沖掉，l 爐又被迫降負荷處理，生
產(chǎn)十分被動。
4 低壓省煤器震動原因
為了徹底分析低壓省煤器震動原因，我們選擇
70％和100％負荷(BFG)兩種典型工況，從煙氣進出
口溫度、低壓省煤器進口壓力流量平衡對比進行分
析(表1為熱力計算表，表2為實際運行參數(shù)表)。在
70％負荷以下時受熱面各段煙溫相差不大，低壓省
煤器沒有發(fā)生震動現(xiàn)象，所有這里就不作討論，下面
我們以1 爐為例分析其原因。
(1)低壓省煤器進口壓力和流量
由于凝結(jié)水泵出口壓力設(shè)計為1．16 MPa，與鍋
爐廠提供的低壓省煤器進口壓力1．3 MPa相差較
大，而低壓省煤器出水流量相差不大(見表l、表2)。
表1 熱力計算表
名稱 下級省煤器 空預(yù)器 低壓省煤器
管子規(guī)格Dxs／mm ~32x4 ~40x1．5 ~32~3
煙氣出口 70％負荷 250．81 l85．18 124．00
溫度O 100％負荷 270
．28 202．O2 143．0O
工質(zhì)進口 70％負荷 2l5 20 40
-
溫度tl／％ 100％負荷 215 20 40
工質(zhì)出口 70％負荷 250．52 193．42 l23．34
溫度t2，cc 100％負荷 260
．13 200．97 l21．94
低壓省煤器 70％負荷 35
流量／(gh) 100％負荷 50
低壓省煤器 70％負荷 1-3
壓力／MPa 100％負荷 I．3
減溫水總流量 70％負荷 2．6
，(t，I1) 100％負荷 6
．1
正是由于低壓省煤器進口壓力降低，造成省煤
器內(nèi)飽和溫度降低，在低壓省煤器吸熱量增大的情
況下，很容易造成管道內(nèi)部汽化，這是引起受熱面管
道震動的主要原因。
表2 實際運行參數(shù)表
名稱 下級省煤器 空預(yù)器 低壓省煤器
管子規(guī)格D×s，mm ~32x4 ~40x1．5 ~32x3
煙氣出口 70％負荷 281．oo 203．00 135．6O
溫度0，℃ 100％負荷 313
．oo 221．00 158．O0
工質(zhì)進口 70％負荷 195 20 40
溫度tl／~C 100％負荷 209 20 40
工質(zhì)出口 70％負荷 260．oo 201．00 125．34
溫度t2／℃ 100％負荷 285
．oo 2l3．0O 131．O0
低壓省煤器 70％負荷 32
流量／(t／}1) 100％負荷 48
低壓省煤器 70％負荷 O．88
壓力／MPa 100％負荷 O
．91
減溫水總流量 70％負荷 7．8
州h) 100％負荷 11
．2
(2)煙氣進出口溫度
低壓省煤器因汽塞引起的震動與受熱面吸熱量
大小有很大關(guān)系，從以下不同工況對照表減溫水使
用量煙溫來看，在70％負荷時，減溫水運行值比計
算值增加5．2 ，下級省煤器、空預(yù)器和低壓省煤
器出口煙溫分別上漲31℃、18℃、1l℃左右，同樣
在100％負荷對比時差值與70％負荷相似。說明鍋
爐燃燒中心上移，對流換熱增強，這與煤氣品質(zhì)變
化、爐膛衛(wèi)燃帶設(shè)計、受熱面設(shè)計等因素有關(guān)，我們
認為這是引起低壓省煤器震動原因之一。
(3)壓力與流量平衡
由于該系統(tǒng)與汽輪機回熱、除氧系統(tǒng)聯(lián)系十分
緊密，如果只考慮減小和防止震動，去滿足低壓省煤
器進口壓力和流量，而不考慮軸封加熱器和低加進
水量，就會造成軸封加熱器和低壓加熱器過熱，甚至
損壞設(shè)備；如果同時滿足雙方壓力與流量，又會造成
除氧器水位上升過快，這在鍋爐熱力系統(tǒng)設(shè)計和汽
機回熱系統(tǒng)設(shè)計不盡人意時，壓力與流量平衡就顯
得尤為困難。
從以上分析我們不難看出：引起低壓省煤器震
動大的原因，不僅與汽機回熱系統(tǒng)壓力設(shè)計、凝結(jié)水
流量分配有關(guān)，還與鍋爐熱量平衡，運行方式調(diào)整等
因素有關(guān)。
5 解決方案
通過以上原因分析得知， (下轉(zhuǎn)第34頁)
34
冶 金 動 力
METALLURGICAL POWER
2013年第12期
總第166期
為防止發(fā)生燃燒器壁面超溫現(xiàn)象，在每臺微油
煤粉燃燒器噴口壁面上安裝1個壁溫測點，同時監(jiān)
測燃燒器壁面溫度。所有溫度信號均在CRT上顯
示。
f21火焰監(jiān)視系統(tǒng)
火焰監(jiān)視系統(tǒng)分為兩部分：煤粉燃燒器煤火焰
監(jiān)視系統(tǒng)和微油槍油火焰監(jiān)視系統(tǒng)。
煤粉燃燒器煤火焰監(jiān)視系統(tǒng)采用原有的火焰監(jiān)
視系統(tǒng)。
火檢應(yīng)用于油火焰的判斷和監(jiān)測，輸出信號為
數(shù)字量信號。該火檢靈敏度高、無偷窺現(xiàn)象，并采用
冷卻系統(tǒng)，保證該火檢安全可靠。油火檢冷卻風由
發(fā)電廠原有火檢風機提供，風溫低于60℃即可。
f3)過程控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用通過硬接線直接進入DCS系統(tǒng)
的方案，控制的策略組態(tài)均在DCS里面實現(xiàn)，畫面
組態(tài)等DCS里面組態(tài)，實現(xiàn)遠程程制操作，并將其
納入鍋爐滅火保護的控制范圍。
4 改造效果
通過在發(fā)電廠3 鍋爐上進行微油點火改造，鍋
爐油耗得到明顯降低。大修啟動調(diào)試一般耗油量為
80 t，3 機組大修后耗油僅50．4 t。
【參考文獻】
i1】胡際童．鍋爐等離子點火方式與少油點火方式的比較fJ】．河北電
力技術(shù)．2008年4月．
【2】李波．淺析火電廠鍋爐無油點火技術(shù)的應(yīng)用m．科技資訊．201 1年
16期．
【3】劉慶鑫．燃煤鍋爐等離子點火與微油點火比較啪．廣西電力．2008
年第5期．
收稿日期：2013-07-02
作者簡介：劉俊(1969一)，男，大專學歷，助理工程師，現(xiàn)從事熱能動力
技術(shù)管理工作。
(上接第31頁) 要在短時間內(nèi)徹底解決爐膛吸
熱量低、低壓省煤器、回熱系統(tǒng)壓力與流量平衡是十
分困難的，經(jīng)過我們認真分析，通過多次試驗，精心
調(diào)整，在現(xiàn)有條件下盡可能地減緩低壓省煤器震動，
具體辦法如下。
(1)全開低壓省煤器進口電動閥和旁路手動閥，
通過控制進人除氧器進水手動閥和低加出口電動門
開度、做高除氧器壓力等手段來提高低壓省煤器進
水壓力，通過此方法可以將給水壓力由原來的0．52
提高0．67 MPa，飽和溫度上升l0-4 oC。
f2)盡可能提高凝結(jié)水泵出口壓力，在負荷大于
70％以上時，應(yīng)將變頻調(diào)整到最大，或者切換T頻泵
運行，保證低壓省煤器壓力0．70 MPa左右、流量在
40～50 t／h范圍內(nèi)。同時通過手動閥和除氧器進口
電動閥開度，保證進出除氧器水位平衡。
(3)加強燃燒調(diào)節(jié)，盡可能使用下層煤氣，以降
低爐膛出口和各段受熱面進口溫度，并通過風量調(diào)
節(jié)嚴格控制尾部煙道二側(cè)煙溫差，同時在低壓省煤
器靠近爐前震動最大的部分增加一塊6800x400擋
煙板，以防止低壓省煤器個別管束超溫。
(41在低壓省煤器出口增加一個遠傳溫度計，分
別進入鍋爐、汽機DCS系統(tǒng)，以便運行監(jiān)控，同時加
強機爐之間協(xié)調(diào)，做好精心調(diào)整。
6 結(jié)語
通過以上控制和調(diào)整，我們以震動較大的l 爐
為例，低壓省煤器震動大幅度下降，受熱面各段煙溫
和低壓省煤器出水溫度都在較合理范圍內(nèi)，取得了
較好的效果，運行狀態(tài)受控，保證了鍋爐安全穩(wěn)定運
行。目前我們同設(shè)計院和設(shè)備廠家加強聯(lián)系和溝通，
修改設(shè)計，爭取徹底解決低壓省煤器震動問題。
收稿日期：2013-09—10
作者簡介：張永福(1963一)，男，漢族，高級技師，現(xiàn)從事鍋爐運行技
術(shù)管理工作。

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