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?鍋爐省煤器的泄露原因分析和改造辦法

?鍋爐省煤器的泄露原因分析和改造辦法

?鍋爐省煤器的泄露原因分析和改造辦法

1.設備概況

某電廠2臺1205t/h采用日本三菱重工制造的MB-FRR1205-17.36/541/541型強制循環汽包型鍋爐,鍋爐本體結構呈Π型,燃燒器采用四角雙切圓直流煤粉垂直濃淡燃燒器。省煤器布置在一級過熱器下方尾部煙道豎井內,為順列、逆流、非沸騰式、蛇形管省煤器,設計煙氣速度7.2m/s。蛇形管省煤器分高溫、低溫兩段,由螺旋鰭片管和少量光管組成,光管主要布置在管屏兩端和每屏第一根,共110排,每排3管圈,總330根,總重量為236t。省煤器管的規格為:Φ45×4.4(實際壁厚在4.9~5㎜),材料為SA210-C,鰭片厚度為1.4㎜,高度為19㎜,間距為12.7㎜,螺旋角5.1°。

在高溫、低溫省煤器蛇形管排沿煙道四周均布置有導流板以防止煙氣走廊,在靠近左右兩側墻的第一至四管屏沿高度方向第2、3、4根管的迎火面布置有防磨瓦,考慮到Π型布置鍋爐的煙氣流動特點,在靠近煙道前后墻的第1排管的迎火面上布置有防磨瓦。

2.省煤器的泄漏情況

從2006年3月到2007年5月,2臺鍋爐省煤器共發生5次泄漏,其中4次發生在高溫段,4次發生在螺旋鰭片的根部。主要有以下幾個特點:

(1)泄漏點主要分布在距爐墻或吊板約700~900mm處;

(2)泄漏管段主要分布在各管屏的第3~6根;

(3)泄漏點均分布在螺旋鰭片管的鰭片根部;

(4)泄漏點主要分布在鰭片管與光管交界處附近。

2.1  2006年3月11日#1鍋爐40m標高處省煤器高溫段,從爐左向爐右計第66屏,從上向下數第6根,距離爐后墻約700mm處,螺旋鰭片管的鰭片根部發生泄漏。

2.2 2006年5月10日#2鍋爐省煤器高溫段,從爐左向爐右計第34屏,自上向下第5根,距離爐后墻約700mm處,螺旋鰭片管的鰭片根部發生泄漏。

2.3 2006年11月5日#1鍋爐省煤器高溫段,從爐左向爐右計第46屏,自上向下第6根,距爐后墻約700mm處,螺旋鰭片管鰭片根部泄漏。

2.4 2007年3月21日#2鍋爐40m標高省煤器高溫段,距爐后墻約4m(距吊板約900mm),從爐左向爐右計第106屏,從上向下數第3根管的螺旋鰭片根部發生泄漏。

2.5  2007年05月22日#1鍋爐省煤器低溫段,距爐前墻約4.2m(距吊板約700mm),從爐左向爐右數第8排自上向下第3根管螺旋鰭片根部發生泄漏。

3.省煤器泄漏主要原因分析

3.1燃用煤種發熱量較設計值偏低

該鍋爐原設計煤種收到基灰分為30.88%,而近年來實際燃煤收到基灰分均在41.68%以上,滿負荷的燃煤量設計為140t/h,而實際在187t/h以上。燃煤量的變化造成煙氣中灰濃度增大、灰粒變硬等,導致省煤器平均磨損量增大[1]。同樣為三菱機組的另一電廠,鍋爐結構與該廠基本相同,省煤器結構與該廠完全一樣,其設計煤種收到基灰分為19.77%,實際運行為10.98%,目前已運行超過10年,一直未發生省煤器磨損泄漏??梢?,當燃用煤種的發熱量比設計值偏低時,會加快省煤器的磨損速度。

3.2 制造加工不良

該鍋爐省煤器主要是螺旋鰭片管,螺旋鰭片管是由整條鋼帶豎向纏繞、高頻焊接而成,鋼帶寬19mm、厚1.4mm,鰭片間距12.7mm。繞制過程在內圓弧形成約10mm等距的波紋皺褶,該種結構使煙氣流沖刷后在波紋皺褶突出處易形成渦流,引起省煤器鰭片根部煙氣局部煙速劇增,而磨損與煙氣流速的3.3次方成正比,導致局部磨損速度加快,形成小的坑點,尤其在鰭片管與光管交界處更為嚴重。

3.3 結構布置

省煤器蛇形管排每5~6屏形成一組,每組通過三個吊板懸掛在管排上方的省煤器中間聯箱上,高溫、低溫省煤器上下方均布置有導流板,這些聯箱、導流板均對煙氣流及灰粒有導向和拋灑作用,煙氣進入管排后又要再次對導流板、聯箱下部進行回流,這種煙氣的多次擾動,加快了省煤器局部磨損的速度。

3.4 檢修不規范

省煤器管排泄漏后,檢修人員對煙道前后墻等重點部位進行拉開管屏檢查、更換等許多工作,在拉屏檢修過程中,造成部分管屏錯排、偏斜、個管出列等永久性缺陷,不易完全修復,加劇了管屏的磨損。

4.改造情況及效果

根據上述分析,該鍋爐省煤器由于燃用煤質的熱量偏低、設備制造工藝較差等原因造成磨損嚴重。經過調研決定將螺旋鰭片省煤器改造為H型片管省煤器,并分別于2008年3月和2009年3月實施。

H型鰭片省煤器管的規格為Φ45×5,材料為SA210-C,總排數和原來的排數不變即110排,順列布置,橫向間距130.5㎜,縱向間距110㎜,鰭片間距#1和#2爐分別為20和18㎜,鰭片高度25㎜,鰭片厚度3㎜,縱向排數30排。

由于鰭片高度由原來的19㎜增加到25㎜,鰭片厚度由1.4㎜增加到3㎜,總管排數不變,管排為順列布置,所以#1和#2爐總重量由原來的236t分別提高到393.42t和418.75t,煙氣速度由7.2m/s分別分別提高到8.13m/s和8.24m/s。

另外,對于省煤器前后墻附近,采用導流板與密封板相結合的防磨措施,并對導流板開孔,孔的位置距離管屏500mm,孔的大小約占流通面積的1/3,并在管屏彎頭迎火面增加防磨瓦。

#1省煤器改造完成后,在機組啟動初期滿負荷運行時,由于省煤器受熱面干凈,省煤器進出口煙溫降較改造前降低27℃左右,其后隨著省煤器受熱面結灰的逐漸增多煙溫降逐漸減小,運行十天后結灰狀況處于平衡狀態,煙溫降比改造前降低3℃左右。#2省煤器改造完成后,煙溫降規律與#1爐相同,在機組啟動初期滿負荷運行時,省煤器進出口煙溫降較改造前降低37℃左右,其后也是逐漸減小,運行十天后,比改造前降低18℃左右。

機組檢修期間對H型省煤器檢查發現,省煤器管排積灰從上至下,連成一片,但鰭片間沒有積灰。

截止目前,#1鍋爐省煤器已經改造完成運行4年,沒有發生泄漏現象。2011年4月對其進行拉屏檢查,沒有發現明顯磨損現象。



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