防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法
【專利摘要】一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，首先在鍋爐高溫受熱面上增加設(shè)置壁溫測點，然后通過設(shè)置A-A風風箱，并使A-A風的噴口在水平和垂直方向進行擺動，來減弱爐膛內(nèi)空氣氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，減少爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差，并利用優(yōu)化鍋爐吹灰方式、優(yōu)化鍋爐啟停機運行方式和優(yōu)化鍋爐給水加氧運行方式來進一步調(diào)整鍋爐受熱面的熱偏差。本發(fā)明在鍋爐效率不改變的情況下，有效控制了鍋爐受熱面管壁溫度及溫度變化速度，避免了局部超溫，控制了氧化皮大規(guī)模脫落的問題。
【專利說明】防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超超臨界鍋爐在運行時，根據(jù)鍋爐溫度場分布及受熱面使用管材情況，容易產(chǎn)生氧化皮剝落現(xiàn)象。
[0003]目前高溫受熱面主要材質(zhì)為SA-213TP347H和A-213S30432，只有少量的SA-213TP310HCbN。TP347H管材，在高溫下運行，由于抗氧化性能差，氧化皮急劇生成，當機組停機時，造成氧化皮嚴重(全部)脫落；SUP304管材抗氧化性能強于TP347H，氧化皮局部剝落；SA-213TP310HCbN抗氧化性能最好，無氧化皮脫落現(xiàn)象。
[0004]鍋爐受熱面內(nèi)壁金屬溫度高于金屬適用抗氧化溫度是造成鍋爐管氧化皮快速生長的最主要因素，溫度愈高氧化皮的生長速度愈快。當爐管內(nèi)壁氧化皮生長到一定厚度后，在機組停機等管外壁較大幅度降溫過程中或機組工況大幅變化時，管壁金屬與氧化皮之間以及氧化皮(Fe304、Fe2O3以及含鉻氧化物等)各層之間因膨脹系數(shù)差異所產(chǎn)生的過大熱應(yīng)力是導致氧化皮發(fā)生剝落的最主要因素。因此氧化皮越厚、溫度發(fā)生反復或劇烈的變化越劇烈，如鍋爐停爐時強制通風快速冷卻，都會加速氧化皮的剝落。
[0005]目前使用的超超臨界鍋爐的受熱面壁溫測點設(shè)置存在問題，壁溫測點設(shè)置偏少，且70%的壁溫測點設(shè)置在受熱面管路的最外圈，由于沒有加裝節(jié)流圈，最外圈管路在整個管屏中的流量是最大的，壁溫也處于最低值，因而壁溫測點不能很好的監(jiān)視受熱面的狀態(tài)。鍋爐運行存在隱性超溫和TP347H和SUP304材料在高溫區(qū)域抗氧化性不強，導致短期(IOOOOh)內(nèi)大量生成,并在機組停機后大量剝落。
[0006]鍋爐在運行過程中，后屏過熱器、末級過熱器及末級再熱器都存在壁溫差，呈現(xiàn)左低右高的特性，而較大的壁溫差，直接導致在額定汽溫工況下。后屏過熱器、末級過熱器及末級再熱器的受熱面管屏長期處于隱性超溫。為保證鍋爐安全穩(wěn)定運行，鍋爐只能被迫降溫運行。
[0007]受熱面左右屏間熱偏差，主要是因為逆時針四角切圓在爐膛出口的殘余旋轉(zhuǎn)形成。四角切圓燃燒方式由于著火穩(wěn)定、燃料燃盡程度高等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著鍋爐容量的增大，爐膛出口的切向動量比鍋爐容量更快地增大(爐膛出口的切向動量近似正比與鍋爐容量的1.33次方)，因此對于660MW機組的鍋爐，爐膛出口的殘余旋轉(zhuǎn)是非常明顯的。
[0008]在超超臨界鍋爐運行過程中，容易產(chǎn)生氧化皮剝落的管圈為后屏過熱器、末級過熱器及末級再熱器，氧化皮剝落后沉積在后屏過熱器、末級過熱器及末級再熱器的底部U型彎頭處或受熱面入口的節(jié)流孔處。氧化皮堵塞造成鍋爐超溫爆管、主汽門的卡塞、汽輪機沖刷、疏水閥門卡澀，內(nèi)漏等。為了清理剝落的氧化皮，被迫進行大規(guī)模割管來清理氧化皮，造成了人力和資源的極大損耗。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供的一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，在鍋爐效率不改變的情況下，有效控制了鍋爐受熱面管壁溫度及溫度變化速度，避免了局部超溫，控制了氧化皮大規(guī)模脫落的問題。
[0010]為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，該工藝方法包含以下步驟:
步驟1、在鍋爐高溫受熱面上增加設(shè)置壁溫測點；
步驟2、調(diào)整鍋爐受熱面的熱偏差；
步驟2.1、設(shè)置A-A風風箱，并使A-A風的噴口在水平和垂直方向進行擺動，來減弱爐膛內(nèi)空氣氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，減少爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差；
步驟2.2、優(yōu)化鍋爐吹灰方式；
降低鍋爐右側(cè)后屏過熱器和末級再熱器的受熱面的吹灰頻率；
步驟2.3、優(yōu)化鍋爐啟停機運行方式；
控制鍋爐在啟停和升降負荷過程中的溫度變化率< 2V Mn ；
鍋爐停爐之后不允許強制通風冷卻；
步驟2.4、優(yōu)化鍋爐給水加氧運行方式；
給水溶氧控制在10 — 20微克/升。
[0011]所述的步驟I包含以下步驟:
步驟1.1、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛的左中右側(cè)的管排整屏增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的同屏熱偏差。
[0012]步驟1.2、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛寬度方向根據(jù)管屏數(shù)量隔排管屏中間壁溫較高的管增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的屏間熱偏差。
[0013]步驟1.3、在后屏過熱器和末級過熱器的進汽集箱的中部易積存異物的管屏中增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的易堵區(qū)域溫度。
[0014]安裝壁溫測點的管壁部位應(yīng)嚴格除銹及雜物，壁溫測點要牢固地壓接或熔接在已除銹的壁面上，防止松動或脫落。
[0015]壁溫測點的保溫層要密實、貼牢、無裂紋，且具有足夠的厚度，以減少管子向環(huán)境的散熱。
[0016]按照壁溫測點溫度的范圍選擇熱電偶類型，安裝前逐一對熱電偶進行校驗和選優(yōu)。
[0017]所述的步驟2.1中，A-A風的噴口在水平方向做左右10°的擺動。
[0018]所述的步驟2.1中，A-A風的噴口在垂直方向做上下20°的擺動。
[0019]所述的步驟2.2中，將機組的長吹吹灰由原來的雙日吹灰優(yōu)化為每月的2、8、14、20,26日進行。
[0020]步驟2.1?步驟2.4沒有固定的先后順序。
[0021]本發(fā)明在鍋爐效率不改變的情況下，有效控制了鍋爐受熱面管壁溫度及溫度變化速度，避免了局部超溫，控制了氧化皮大規(guī)模脫落的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】[0022]圖1是本發(fā)明中A-A風風箱的設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中A-A風風箱的水平擺動結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中A-A風風箱的垂直擺動結(jié)構(gòu)示意圖 。
【具體實施方式】
[0023]以下根據(jù)圖1~圖3來說明本發(fā)明的較佳實施方式。
[0024]本實施例采用4X660MW超超臨界機組，鍋爐型號為HG-2000/26.15-YM3 (超超臨界壓力直流鍋爐)，采用Π型布置、單爐膛、改進型低NOX PM (Pollution Minimum最小污染)主燃燒器和 MACT (Mitsuibishi Advanced Combustion Technology 三菱先進燃燒技術(shù))型低NOx分級送風燃燒系統(tǒng)、墻式切圓，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直水冷壁、帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)、一次中間再熱。
[0025]本發(fā)明提供一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，該工藝方法包含以下步驟:
步驟1、在鍋爐高溫受熱面上增加設(shè)置壁溫測點。
[0026]步驟1.1、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛的左中右側(cè)的管排整屏增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的同屏熱偏差。
[0027]本實施例中，增加設(shè)置壁溫測點，后屏過熱器整屏(9屏、27屏、33屏)，每屏19根管；末級過熱器整屏(28屏、44屏、53屏)，每屏15根管；末級再熱器整屏(18屏、52屏、63屏)，每屏11根管。
[0028]步驟1.2、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛寬度方向根據(jù)管屏數(shù)量隔排管屏中間壁溫較高的管增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的屏間熱偏差。
[0029]本實施例中，增加設(shè)置壁溫測點，后屏過熱器沿爐膛寬度方向，每屏的第10根管進行加裝；末級過熱器沿爐膛寬度方向的雙數(shù)屏(2、4……56)第7根管進行加裝；末級再熱器沿爐膛寬度方向的雙數(shù)屏(2、4……70)第6根管進行加裝。
[0030]步驟1.3、在后屏過熱器和末級過熱器的進汽集箱的中部易積存異物的管屏中增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的易堵區(qū)域溫度。
[0031]本實施例中，增加設(shè)置壁溫測點，后屏過熱器集箱中部易積存異物管排14-20屏的下部管圈，第6-13根管，加裝49點；末級過熱器集箱中部易積存異物管排25-32屏的第4-11根管，加裝49點。
[0032]安裝壁溫測點的管壁部位應(yīng)嚴格除銹及雜物，壁溫測點要牢固地壓接或熔接在已除銹的壁面上，防止松動或脫落。
[0033]壁溫測點的保溫層要密實、貼牢、無裂紋，且具有足夠的厚度，以盡可能減少管子向環(huán)境的散熱。
[0034]按照壁溫測點溫度的范圍選擇合適的熱電偶類型，安裝前逐一對熱電偶進行校驗和選優(yōu)。
[0035]步驟2、調(diào)整鍋爐受熱面的熱偏差；
步驟2.1、設(shè)置A-A風風箱，并使A-A風的噴口在水平和垂直方向進行擺動，來減弱爐膛內(nèi)空氣氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，減少爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差；
如圖1所示，在鍋爐主燃燒器上方爐膛的四角布置四個A-A風風箱I。[0036]如圖2和圖3所示，每一個A-A風風箱包含從上至下排列的4個風室11、12、13、14，每個風室內(nèi)上下設(shè)置上噴口 1101 (1201、1301、1401)和下噴口 1102 (1202、1302、1402)。
[0037]如圖2所示，在每個A-A風風箱的高度方向分別設(shè)置4只手動的水平擺動機構(gòu)3，每個風室內(nèi)的上噴口和下噴口組成一組，繞其內(nèi)部轉(zhuǎn)軸通過水平擺動連桿2連接到外部手動的水平擺動機構(gòu)3，在水平擺動機構(gòu)3的帶動下，可沿水平方向做左右10°的擺動。
[0038]如圖3所示，在每個A-A風風箱的高度方向分別設(shè)置4個帶內(nèi)曲拐的外擺動機構(gòu)4，每個外擺動機構(gòu)4通過垂直擺動連桿5連接每個風室內(nèi)的一組上噴口和下噴口，4個帶內(nèi)曲拐的外擺動機構(gòu)4再通過一根端部帶鉸鏈的外連桿6連接擺動驅(qū)動氣缸7。
[0039]每個A-A風風箱的最上端風室的下噴口與其它三個風室的全部噴口一起，在擺動驅(qū)動氣缸7的帶動下，可沿垂直方向做上下20°的擺動，而每個A-A風風箱的最上端風室的上噴口則通過手動調(diào)節(jié)垂直擺動，可視燃燒工況來調(diào)整噴嘴的擺動角度，但調(diào)整范圍不得超過設(shè)計值。
[0040]本實施例中，做A-A風風箱的A-A風的噴口水平擺動的試驗，試驗前的鍋爐工況為:負荷600MW，B-F制粉系統(tǒng)運行。主加熱器的汽溫583/587°C，汽溫偏差為5°C ;再熱器的汽溫582/589?，汽溫偏差為8°C，過熱器和再熱器均未使用減溫水。
[0041]試驗時，四個A-A風風箱的噴口的水平擺角全部開到最大的反切位置，即向右10°擺動(順時針方向)，反切后，水冷壁最高溫度為457°C，后屏過熱器的最高壁溫為601°C，末級過熱器的最高壁溫為612°C，末級再熱器的最高壁溫為629°C，C0排放濃度保持不變，NOx排放濃度維持在300mg/m3左右，排煙溫度和飛灰可燃物含量保持穩(wěn)定，鍋爐熱效率保持不變。
[0042]再繼續(xù)做A-A風風 箱的A-A風的噴口垂直擺動的試驗:選取鍋爐的負荷為660MW，分別對爐膛內(nèi)單個角的A-A風風箱進行大開度擺動試驗，每個工況試驗穩(wěn)定I個小時，對每個工況下的水冷壁、后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的最高壁溫及壁溫偏差進行記錄。
[0043]由于各項組合十分復雜繁瑣，采取如下策略進行逐步優(yōu)化選擇:
表5
【權(quán)利要求】
1.一種防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，該工藝方法包含以下步驟:步驟1、在鍋爐高溫受熱面上增加設(shè)置壁溫測點；步驟2、調(diào)整鍋爐受熱面的熱偏差；步驟2.1、設(shè)置A-A風風箱，并使A-A風的噴口在水平和垂直方向進行擺動，來減弱爐膛內(nèi)空氣氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，減少爐膛出口兩側(cè)煙溫偏差；步驟2.2、優(yōu)化鍋爐吹灰方式；降低鍋爐右側(cè)后屏過熱器和末級再熱器的受熱面的吹灰頻率；步驟2.3、優(yōu)化鍋爐啟停機運行方式；控制鍋爐在啟停和升降負荷過程中的溫度變化率< 2V Mn ；鍋爐停爐之后不允許強制通風冷卻；步驟2.4、優(yōu)化鍋爐給水加氧運行方式；給水溶氧控制在10 — 20微克/升。
2.如權(quán)利要求1所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，所述的步驟I包含以下步驟:步驟1.1、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛的左中右側(cè)的管排整屏增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的同屏熱偏差；步驟1.2、在后屏過熱器、末級過熱器和末級再熱器的爐膛寬度方向根據(jù)管屏數(shù)量隔排管屏中間壁溫較高的管增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的屏間熱偏差；步驟1.3、在后屏過熱器和末級過熱器的進汽集箱的中部易積存異物的管屏中增加安裝壁溫測點，監(jiān)視高溫受熱面的易堵區(qū)域溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，安裝壁溫測點的管壁部位應(yīng)嚴格除銹及雜物，壁溫測點要牢固地壓接或熔接在已除銹的壁面上，防止松動或脫落。
4.如權(quán)利要求2所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，壁溫測點的保溫層要密實、貼牢、無裂紋，且具有足夠的厚度，以減少管子向環(huán)境的散熱。
5.如權(quán)利要求2所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，按照壁溫測點溫度的范圍選擇熱電偶類型，安裝前逐一對熱電偶進行校驗和選優(yōu)。
6.如權(quán)利要求1所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，所述的步驟2.1中，A-A風的噴口在水平方向做左右10°的擺動。
7.如權(quán)利要求1所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，所述的步驟2.1中，A-A風的噴口在垂直方向做上下20°的擺動。
8.如權(quán)利要求1所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，所述的步驟2.2中，將機組的長吹吹灰由原來的雙日吹灰優(yōu)化為每月的2、8、14、20、26日進行。
9.如權(quán)利要求1-8中任意一個所述的防止超超臨界鍋爐中氧化皮產(chǎn)生及脫落的工藝方法，其特征在于，所述的步驟2中，步驟2.1?步驟2.4沒有固定的先后順序。
【文檔編號】F22B37/38GK103528042SQ201310543701
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】蔣躍軍, 劉效東, 高向陽, 祁永峰, 楊俊祥, 陳雪峰, 孫建軍, 秦毅, 藤利輝, 王力強, 劉進峰, 蒙殿武, 王鑫 申請人:江蘇大唐國際呂四港發(fā)電有限責任公司