内蒙古乌海市海勃湾区乌海热电厂 内蒙古乌海市 016000
摘要：锅炉四管泄漏事故频繁的发生，其中过、再热器泄漏导致的锅炉非停比例大约占百分之八十左右。过、再热器处于锅炉环境恶劣的部位，受到换热条件的制约，管壁温度极容易超限，壁温超限会引起锅炉金属受热面的机械性能及金相组织等发生变化，蠕变速度加快，最后导致金属管道的泄漏。因此在锅炉运行中控制管壁温度不超限刻不容缓，
关键词：热器管壁；超温；分析；控制；
近年来，锅炉四管泄漏事故频繁发生，其中过、再热器泄漏导致锅炉非停所占比例非常大，而金属超温是导致锅炉受热面泄漏重要因素之一。由于过、再热器是锅炉中工质温度最高的部件，又布置在烟温较高的区域，它们的管壁温度在各受热面中也往往是最高的，因此过、再热器的管壁超温时常发生。
一、过、再热器管壁超温原因分析
1.煤质的影响。迫于煤价上涨原因，我公司煤源多采用周边洗煤厂散煤，由于散煤热值不稳定，加之种类杂多，在进入原煤仓前没有合理进行配煤掺烧，导致燃烧煤种与设计煤种相差甚远，公司设计煤种为当地烟煤，热值为3924kcal/kg，而来煤在3400 kcal/kg至4200 kcal/kg不等，加之煤种挥发分含量与设计值差别较大，导致炉内燃烧工况变更。当燃用挥发分含量较少的煤种时，燃料着火推迟，炉膛出口烟温升高，而后屏过热器布置在炉膛出口折焰角正上方处，后屏过热器及容易超温。
2.水冷壁结渣积灰的影响。我公司2号炉进行了低氮燃烧改造，改造后将C层燃烧器周界风与上下两层二次风风道加装堵板，使二次风量减少为原设计值的10%，造成C层燃烧器周围二次风欠缺，C层燃烧器区域内呈还原性气氛，导致水冷壁会出现结渣现象。由于炉内辐射传热减弱，造成炉膛出口烟气温度升高，从而导致作为对流受热面的高温过热器和高温再热器管壁温度大幅提高。加之吹灰不及时会造成这些受热面管壁温度测点平均温度升高10～20℃。
3.机组负荷变化的影响。过热气温的调节主要靠两级减温水来调节，一级减温水调门跟随后屏过热器出口温度与末级过热器出口温度进行调节，因此一级减温水量直接影响后屏过热器壁温。2号机组长期投入ACE模式，负荷变化比较频繁，为了提高负荷响应速率，加大了负荷对总煤量的前馈作用，由于锅炉响应能力的滞后性，后屏出口温度未变化前一级减温水维持原开度，当燃料充分燃烧后壁温上涨过快，一级减温水的调节存在滞后性。后屏过热器在机组负荷增加时，烟气流量增加，对流受热面换热加强，导致金属管壁温度升高。对于对流特性明显的受热面而言，影响尤为显著。
4.炉内热力不均的影响。通过对锅炉受热面金属管壁温度测点组的查看可知，炉内温度沿炉膛宽度方向呈中间向两边梯度递减分布。这是由于炉内烟气温度场和速度场本身存在不均匀性，尤其是对于四角切圆燃烧器，炉内动力场较复杂，烟气在炉膛出口仍有旋转，两侧烟温与流速有较大差异，烟温差可达100℃以上。这些情况造成了炉内温度场在沿炉膛宽度方向上分布的不均匀。通过对管壁温度测点组的查看可知，热偏差严重时，温度最高的点能比温度最低的点高95℃，处于中间区域的测点之间的温度偏差也能达到20℃。在正常运行中，若要保证气温在额定状态而热量的总量一定，某些金属管壁温度就会较高，容易发生超温现象。
5.蒸汽流量不均的影响。过、再热器内蒸汽受到炉膛吸热不均的影响，引起蒸汽比容有较大差异，这种差异会导致蛇形管内蒸汽流量的不均。并列管排中吸热量大的管子，管内蒸汽比容增大，流量减小，流量减小会导致金属管壁的换热效果减弱，金属管壁温度升高，有可能导致超温发生。并且这种流量不均会导致吸热不均，从而会造成中间区域部分管壁的温度较高。
二、金属管壁超温的运行控制措施
1.加强配煤掺烧与入炉煤化验管理，力求锅炉燃烧煤种与设计煤种相适应，以防受热面的结渣、腐蚀、超温。
2.合理使用二次风。在正常情况下，可将主燃区二次风门适当开大，燃烬风二次风门适当关小。将在沿炉膛宽度方向上金属管壁温度较高区域所对应的二次风门适当开大，温度较低区域的二次风门适当关小。二次风门经调整后要注意监视各点管壁温度的变化趋势，防止调整过量。
3.加强炉内受热面特别是水冷壁的吹灰，定期向燃用原煤中添加除焦剂，保证炉内受热面清洁；定期进行省煤器吹灰，提高省煤器出口水温，减少燃料量。定期进行空气预热器吹灰。
4.维持适量的过量空气系数，保证燃料的充分燃烧，保证脱硝入口NOx在合理的范围内，不能单一要求降低炉膛出口NOx。
5.升降负荷时及时调整，增减燃料量时要适量，优化燃料调节性能，确保气压与氧量不要有大幅变化，使热负荷与电负荷相匹配。
6.启动磨煤机等影响燃烧的调整要缓慢操作，对于直吹式煤粉炉要缓慢调节一次风压力，提前控制锅炉壁温，把握好提前量。
7.机组技改后对锅炉进行空气动力场试验，发现问题及时处理，总结出合理的配风方案，以参考运行调整。
三、避免过热器、再热器超温的对策
1.减少由热偏差对过热器、再热器超温的影响。对热偏差引起过热器、再热器超温原因。分析可知，要完全消除热偏差是不可能的。但是严重的热偏差却威胁着锅炉的安全运行，因而应当尽量减轻热偏差的程度，使不致造成过热器和再热器受热而管子超温，过热损坏，在现代大型锅炉中，常采用以下一些方法来减轻热偏差：（1）受热面分级、级间混合。（2）进行蒸汽的交换流动。（3）从运行操作上采取措施减轻热偏差量。
2.锅炉启动过程防止过热器管超温的措施。（1）排气冷却，开启过热器出口联箱疏水门或向空排汽门，将锅炉产生的蒸汽流过过热器排入大气，以冷却过热器，同时开启疏水门后还可以防止产生水塞现象。（2）调整燃烧点火时投入的燃料量不能太多，并且燃料量增长速度不能太快，以限制进入过热器的烟气温度，尽可能保持稳定燃烧工况，火焰不偏斜，使充满度尽量好一些，以避免烟气分配不均，启动期间应监视过热器两侧烟温差不能太大。
3.锅炉启动过程防止再热器超温措施。再热器的安全与旁路系统有关，在启动期间锅炉产生的蒸汽可以通过高压旁路流过再热器，然后经中、低压旁路，流过凝结器，因而再热器能得到充分冷却，对于单级大旁路系统，冲转前，因高压缸排气，再热器内没有蒸汽流过，这时应严格控制再热器前烟温，对于采用单级大旁路系统的机组，冲转乘数宜先得低些，一般规定在锅炉汽量小于约10%额定值时，必须限制过热器如烟温，在启动阶段，烟气侧有较大的热偏差，故烟温的限值应比过热器金属允许承受的温度还要低些，控制烟温的主要办法是限制燃料量和调整炉内火焰位置。随着负荷流量的提高，对管壁的冷却效果提高，烟温也升高，这时就转为限制过热器出口汽温的办法来保护再热器，其限值一般比额定时的汽温低50——100℃，启动过程中，如用喷水使过热器减温，应注意喷水量不能太大，以防喷水不能全部蒸发，积在再热器内，形成水塞引起超温。
总之，影响过热器、再热器超温的原因很多。防止超温的方法也不是唯一的，只要有利于过热器和再热器在额定的温度下安全运行，即能满足锅炉安全可靠运行，又能满足机组负荷的需求，那么这种措施就可行的。如健全吹灰制度，防止因积灰和结渣。保证汽温、汽压在额定参数范围内提高检修质量，改进结构设计不合理的地方，提高运行操作水平，加强管壁检测和监督，定期化学清洗，及时清除管内的污垢，加强化学监督，确保汽水品质，也应引起足够重视。
参考文献：
[1]刘芳，关于降低过热器管壁超温.2018.
[2]王宏宇，锅炉过热器、再热器超温问题分析及对策.2019.