汉川电厂锅炉受热面泄漏整治

　　中国电力汉电厂锅炉受热面泄漏整治李瑞群湖北汉电厂，湖北汉432321场试验研究，提出燃烧器反切改造，加装导流板阻流板及防磨板等改造措施，使锅炉运行可靠性大大提高，取得了很好的经济效益。

　　机组，所配锅炉为上海锅炉厂采用引进技术生产的102518.3314型亚临界强制循环汽包锅炉，1型布置单炉膛角切圆燃烧方式。制粉系统为中储式热风送粉系统。12号炉于1990年7月和1991年6月相继投产，投产以来锅炉泄漏比较频繁。为此，汉电厂与华中理工大学西安热工研究院合作，通过实验室模拟试验及现场测试，根据汉电厂锅炉管泄漏统计分析，方面对锅炉燃煤进行调整，使其适应锅炉安全经济运行；另方面对锅炉进行局部改造，使其满足实用煤种下的安全经济运行。

　　1锅炉管泄漏原因分析从汉电厂1991998年2号锅炉管泄漏统计可看出，锅炉泄漏主要原因是焊接质量管材质量膨胀受阻过热及磨损。对于焊接量管材质量及膨胀受阻原因引起泄漏，主要是由于制造商及安装质量控制不严引起，只有通过现场检查消缺逐步减少。对于过热及磨损引起的泄漏，汉电厂与华中理工大学热工研究院合作，进行了现场检查测试及模拟试验分析，制定出改造方案，分别于19951996年对12号锅炉进行改造。

　　1.1过热爆管原因分析汉电厂2号机组过热爆管1992，1996年共发生9次，全部发生在末级再热器处，其部位在锅炉水平烟道右下侧，经现场检查发现，末级再热器右下侧有大面积过热氧化，爆管处管材为钢研102！57mmx4.5mm，同时屏式再热器也有部分过热氧化。其部位也在锅炉水平烟道右下侧，说明在锅炉水平烟道右下侧存在高温区和较大热偏差。

　　1.1.1锅炉结构引起热偏差大汉电厂12号锅炉采用同向切圆燃烧，其切圆直径偏大，假想切圆内圆直径！1610mm，外圆直径！1897mm.实炉冷态空气动力场试验明，在次风全投情况下，下层次风喷口断面实际切圆直径约8500mm，炉内气流充满度几乎为1006.实际切圆直径大，虽然炉内气流混合强度和火焰充满度大，有利于燃料的着火和燃尽，但炉膛出口气流的残余扭转也将增大，导致炉膛出口及水平烟道内左右两侧烟速偏差增大。为掌握末级再热器前的气流分布情况，在末级再热器前下部从7到8侧划分了个点，进行现场速度分布测量1.在末级再热器前，从78两侧看，上下2个测量断面都明，侧气流速度较侧高。在！侧约13区速度比较大，侧大速度比为1.77.

　　Slfffl，木费再期1.1.2煤种变化引起烟温升高汉电厂12号锅炉设计煤种为潞安贫煤低位发热量！=243890，炉膛相对较矮。实际燃用河南贫煤低位发热量！为182，222，0，由于发热量降低，不仅影响煤的着火与燃尽，而且由于煤耗量增加，提高了炉膛出口烟温，由13373提高1.1.3蒸汽流量偏差引起热偏差大烟温偏差可引起蒸汽流量偏差，受热强的管子中，蒸汽比容大，流阻大，因而蒸汽流量小，壁温更高；另方面，锅炉屏式再热器与末级再热器间没有中间集箱和左右交叉，因而屏式再热器的热偏差会叠加到末级再热器上，使末级再热器偏差增大。

　　1.1.4再热器管材设计的热强裕度偏小汉电厂12号机组末级再热器部分管材为钢研102，其管段的容许高壁温为6103，设计时管壁温度己十分接近该材料的许可温度末级再热器57667466，钢研102管设计高平均壁温为600，604 3，高外壁温为605，6083，壁温耐热裕度不到103，明显偏小。1.2锅炉受热面磨损泄漏原因分析大量试验研究明锅炉受热面管束磨损与飞灰颗粒速度呈3.2次方比例关系，与飞灰浓度呈正比例，要降低管束的磨损就应降低飞灰颗粒速度和浓度。在实际运行中锅炉受热面的磨损往往出现在局部，其主要原因是由于在这些地方出现高速的流动烟气和颗粒。根据汉电厂现场检查，锅炉受热面磨损主要现在尾部烟道的低温过热器段，针对这情况，进行了现场测试分析和模化试验研究。1.2.1现场测试分析在冷态下，首先对原始流场进行测定。测量在3个断面进行，即锅炉转向室后低温过热器入口低温过热器中间23管组之间和省煤器入口。测试结果2.2可，在锅炉尾部深度方向，整个气流速度分布为靠近后墙处，速度较高，呈整个断面上大值，其速度偏差较大，这主要是在后墙侧存在个烟气走廊。随气流流动方向，在低温过热器中间断面，后墙处速度偏差大。

　　1.2.2冷态模型试验1冷态模型上的气流速度分布实验。在冷态模型上，首先对原始流场进行测定。测量在模型的3个断面进行，即低温过热器第2级入口第3级出口和省煤器入口。测试结果3.在锅炉尾部深度方向，整个气流速度分布为前侧稍高，在第1排悬吊管位置有高峰区，然后速度下降，变化较缓，而在靠近后墙处，速度迅速上升，呈整个断面上大值，其速度偏差较大为1.09.这主要是在后墙侧存在个烟气走廊。随气流流动方向，在低温过热器中间断面，后墙处速度偏差为1.31；省煤器入口后墙处速度偏差高达1.44.2冷态模型上的颗粒分布试验。通过对原始流场的火花颗粒踪试验，可看到固体颗粒转弯后因惯性力的作用大量固体颗粒抛向后墙，使在后墙处出现高浓度区和高速区，这必然会加重烟道后部管束磨损。

　　2锅炉系统改造2.1减少锅炉水平烟道末级再热器超温根据上面分析，锅炉水平烟道末级再热器超温用钢研102材料，耐热裕度小；2锅炉水平烟道热偏差大，引起局部区域受热面温度偏高。为此，提出如下改进措施1将燃烧器部分喷嘴反切，减管组之间和省煤器入口。测试结果改造后，低温过热器入口整个断面速度分布较，大速度比1.。低温过热器中间处整个断少炉膛出口气流的残余扭转；2将末级再热器的钢研102改用高档管材。

　　通过不同反切方案比较，在有效地减轻锅炉出口气流残余扭转，保证炉膛内有足够旋转混合强度和气流充满度下，进行不同方案的实验和分析，后确定将顶部燃尽风及2层次风反切的改造方案。根据现场焊接及热处理条件，确定将末级再热器钢研102管段更换为347不锈钢管。

　　2.2减少受热面磨损通过现场测试及模型试验，确定要降低锅炉受热面管束的磨损，必须从2方面考虑1减小烟气走廊，使烟气速度分布均匀；2消灭颗粒高浓度区。

　　通过在模拟尾部烟道上方转向室加装不同位置和不同形式的导流板试验，在尾部烟道加装不同形式阻流板的试验，确定如下改造方案1在转向室沿来流方向加3块大竖直板，用以均匀流场和灰浓度场。2在低温过热器第1组迎气流方向及其它低温过热器部分弯头和直管加装防磨瓦。3后烟井第25组低温过热器，每组入口后墙2侧加阻流板。4在没有悬吊管的管排之间加匀排管，使各管间距均匀。

　　3改造效果3.1反切改造锅炉反切改造后通过对末级再热器前下部两侧流速分布看整个流动仍是侧高于，侧，上排大速度比在侧，其无因次速度比为1.52，下排大无因次速度比为1.2；相对改造前的速度分布，改造后大速度区略向上移。从大无因次速度比看，改造前为1.77，改造后为1.52，说明本次改造后对降低炉膛出口气流的人侧偏差是有效果的。

　　通过燃烧器反切改造后，汉电厂进行了燃烧调整试验。从组合工况试验结果可知末级再热器前烟温场分布较均匀，5=12.4 15为烟温均方差指数，两侧烟温差较小，=10 1为，两侧平均烟温差，两侧烟温及管壁温度分布平均。

　　3.2锅炉尾部烟道防磨改造锅炉改造后在冷态模型上观察明在转向室沿来流方向将3块大板以前高后低次序竖直布置较合适，气流流动场分布为整个断面速度分布较均匀，在后墙处大速度偏差低温过热器入口断面为0.80，低温过热器中间段为0.96，省煤器入口为1.155.通过对颗粒流动的观察，前板分离下来的颗粒经挡板后以斜向向下运动，达到后墙的颗粒明显减少，而后板进步分离的颗粒竖直向下运动。从总体来看除省煤器个别点外，所有的速度分布偏差都在1.2内，情况较好。

　　汉电厂1996年5月在2号锅炉大修中实施防磨措施，大修后进行了冷态测试，测量在3个断面进行，即锅炉转向室后低温过热器入口低温过热器均匀面速度分布较均匀，大速度比为1.20.颗粒分布较均匀，达到了预期效果。下转第40页中国电力时国间总烃气体总烃质量浓度106 102，诊断为高能量放电。改良电协研法和国内的改良比值法的判断结果也为电弧放电。利用变压器故障诊断专家系统诊断的结果为！存在中温过热故障；也可能存在高能量的放电故障。实际吊芯检查没有发现放电点，过热故障的可能性极大。

　　5结论随着科学技术不断进步，预防性维修向状态检修转变己成为发展的必然，建立专家系统则是实现状态检修的重要手段。本文将变压器故障诊断的知识源划分为3类，即专家经验规则知识源神经网络知识源和试验数据判定知识源，并在此基础上提出并开发出了1套基于黑板结构并结合神经网络技术的变压器故障诊断智能专家系统。该系统在123451++环境下开发，米用008编程技术，该系统不但界面美观，且操作方便。实例证明该变压器故障诊断专家系统是成功的，可广泛应用于电力变压器故障的分析和诊断。

　　吴今培，肖健华。智能故障诊断与专家系统北京科技出沈清。神经网络应用技术长沙国防科技大学出版社，1993.

　　靳蕃。神经网络与神经计算机原理应用成都西南交通大学出版社，1991.

　　王财胜。变压器色谱监测中的8故障诊断法。中国电机责任编辑路琳上接第9页低温过热器中间处整个断面速度分布较均匀，大速度比为1.20.颗粒分布较均匀，达到了预期效果。

　　4结论4.1通过大修后的现场测试及运行情况明燃烧器反切改造，末级再热器前人两侧的气流速度仍存在偏差，但比改造前小。锅炉水平烟道烟温场分布较均匀，人两侧烟温分布平均。

　　4.2在尾部竖直烟道内由于受前部气流斜向进入的影响，沿烟道深度方向气流分布偏差，主要在邻后墙处，其原因是存在烟气走廊致使烟气短路产生高速流区。通过加装烟气阻流板和在管排间加均排管等消除烟气走廊。

　　4.3通过火花踪看，改造前水平烟道来的颗粒大部分在转向室出口被甩向后墙，使后墙侧出现较高浓度区。从加装导流板后的流场和颗粒踪看，采取加装与来流方向垂直前高后低布置大板方式可有效分离部分飞灰颗粒，从而达到均匀飞灰浓度的目的。

　　4.4改造前汉电厂2号炉1994+1996年共出现过热及磨损泄漏13次，改造后2号炉从1997+1998年仅出现过热泄漏1次磨损泄漏2次。实际运行广应用价值。

　　曾汉才。引进型300；贾机组贫煤锅炉燃烧器反切改造的研究华中理工大学，1995.

　　湖北汉电厂2号炉燃烧调整试验报告间。电力部热工研究院，湖北汉电厂，1996.

　　汉电厂2号炉大修前对流烟道流场测试报告电力部热工研究院，湖北汉电厂，1996.

　　汉电厂2号炉大修后对流烟道流场测试报告电力部热工研究院，湖北汉电厂，1996.

　　汉电厂2号炉尾部受热面防磨措施的模化试验研究叫。电力部热工研究院，湖北汉电厂，1996.

　　责任编辑孙家振40