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煤氣鍋爐低壓省煤器震動(dòng)原因分析

文檔作者：張永福李如飛文檔來(lái)源：馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月13日
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30
冶 金 動(dòng) 力
M[ETALLURGICAL P0WER
20l3年第l2期
總第166期
煤氣鍋爐低壓省煤器震動(dòng)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(duì)130 t／h煤氣鍋爐低壓省煤器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行特點(diǎn)，分析其震動(dòng)原因，提出了運(yùn)行中的有效
的降低排煙溫度、提高機(jī)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?zé)嵯到y(tǒng)；煙氣溫度；鍋爐負(fù)荷；震動(dòng)
【中圖分類號(hào)】TK229 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】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(tái)35 MW 煤氣發(fā)電機(jī)組，
2013年7月投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐主體設(shè)備是杭州鍋
爐廠生產(chǎn)的型號(hào)為NG一130／9．8一Q ，熱效率為89．7
％(以低位熱值計(jì)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(guò)熱器
管，水平煙道布置有屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、低溫
過(guò)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(guò)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(diǎn)火和啟動(dòng)采用轉(zhuǎn)
爐煤氣。
2 低壓省煤器布置和技術(shù)特點(diǎn)
本鍋爐低壓省煤器是一種經(jīng)特殊設(shè)計(jì)、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(dòng)，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(fēng)機(jī)入口之間的尾部煙道。進(jìn)水來(lái)自于汽機(jī)回?zé)嵯?
統(tǒng)的凝結(jié)水管路，出水引至除氧器，具體布置見(jiàn)圖1
低壓給水系統(tǒng)總體流程圖。
技術(shù)特點(diǎn)：很好地解決了鍋爐煙氣余熱利用后
的熱量使用問(wèn)題，創(chuàng)新性地把鍋爐煙氣的余熱使用
與汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。真正地實(shí)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(rèn)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(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)
行，低溫腐蝕將會(huì)十分嚴(yán)重。因此，即使低壓省煤器
設(shè)計(jì)即使采用抗低溫腐蝕鋼，它的使用壽命也不會(huì)
太長(zhǎng)。
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(jī)低加
2013年第12期
總第166期
冶 金 動(dòng) 力
METALLURGICAL POWER 31
3 低壓省煤器運(yùn)行現(xiàn)狀
鍋爐在調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)負(fù)荷到達(dá)70％以上時(shí)，
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(dòng)，汽塞嚴(yán)重時(shí)會(huì)將震動(dòng)傳到除氧器。由于該系統(tǒng)
為低溫低壓，設(shè)計(jì)壓力不超過(guò)1．8 MPa、溫度不超過(guò)
200 oC，因此管道上都是采用低壓閥門(mén)、法蘭連接。
在鍋爐試運(yùn)行的十天內(nèi)，系統(tǒng)不問(wèn)斷連續(xù)震動(dòng)，第一
次將低壓省煤器出口母管分段門(mén)，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(dòng)閥盤(pán)根沖掉，l 爐又被迫降負(fù)荷處理，生
產(chǎn)十分被動(dòng)。
4 低壓省煤器震動(dòng)原因
為了徹底分析低壓省煤器震動(dòng)原因，我們選擇
70％和100％負(fù)荷(BFG)兩種典型工況，從煙氣進(jìn)出
口溫度、低壓省煤器進(jìn)口壓力流量平衡對(duì)比進(jìn)行分
析(表1為熱力計(jì)算表，表2為實(shí)際運(yùn)行參數(shù)表)。在
70％負(fù)荷以下時(shí)受熱面各段煙溫相差不大，低壓省
煤器沒(méi)有發(fā)生震動(dòng)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(jìn)口壓力和流量
由于凝結(jié)水泵出口壓力設(shè)計(jì)為1．16 MPa，與鍋
爐廠提供的低壓省煤器進(jìn)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(jiàn)表l、表2)。
表1 熱力計(jì)算表
名稱 下級(jí)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(fù)荷 250．81 l85．18 124．00
溫度O 100％負(fù)荷 270
．28 202．O2 143．0O
工質(zhì)進(jìn)口 70％負(fù)荷 2l5 20 40
-
溫度tl／％ 100％負(fù)荷 215 20 40
工質(zhì)出口 70％負(fù)荷 250．52 193．42 l23．34
溫度t2，cc 100％負(fù)荷 260
．13 200．97 l21．94
低壓省煤器 70％負(fù)荷 35
流量／(gh) 100％負(fù)荷 50
低壓省煤器 70％負(fù)荷 1-3
壓力／MPa 100％負(fù)荷 I．3
減溫水總流量 70％負(fù)荷 2．6
，(t，I1) 100％負(fù)荷 6
．1
正是由于低壓省煤器進(jìn)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(dòng)的主要原因。
表2 實(shí)際運(yùn)行參數(shù)表
名稱 下級(jí)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(fù)荷 281．oo 203．00 135．6O
溫度0，℃ 100％負(fù)荷 313
．oo 221．00 158．O0
工質(zhì)進(jìn)口 70％負(fù)荷 195 20 40
溫度tl／~C 100％負(fù)荷 209 20 40
工質(zhì)出口 70％負(fù)荷 260．oo 201．00 125．34
溫度t2／℃ 100％負(fù)荷 285
．oo 2l3．0O 131．O0
低壓省煤器 70％負(fù)荷 32
流量／(t／}1) 100％負(fù)荷 48
低壓省煤器 70％負(fù)荷 O．88
壓力／MPa 100％負(fù)荷 O
．91
減溫水總流量 70％負(fù)荷 7．8
州h) 100％負(fù)荷 11
．2
(2)煙氣進(jìn)出口溫度
低壓省煤器因汽塞引起的震動(dòng)與受熱面吸熱量
大小有很大關(guān)系，從以下不同工況對(duì)照表減溫水使
用量煙溫來(lái)看，在70％負(fù)荷時(shí)，減溫水運(yùn)行值比計(jì)
算值增加5．2 ，下級(jí)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(fù)荷對(duì)比時(shí)差值與70％負(fù)荷相似。說(shuō)明鍋
爐燃燒中心上移，對(duì)流換熱增強(qiáng)，這與煤氣品質(zhì)變
化、爐膛衛(wèi)燃帶設(shè)計(jì)、受熱面設(shè)計(jì)等因素有關(guān)，我們
認(rèn)為這是引起低壓省煤器震動(dòng)原因之一。
(3)壓力與流量平衡
由于該系統(tǒng)與汽輪機(jī)回?zé)?、除氧系統(tǒng)聯(lián)系十分
緊密，如果只考慮減小和防止震動(dòng)，去滿足低壓省煤
器進(jìn)口壓力和流量，而不考慮軸封加熱器和低加進(jìn)
水量，就會(huì)造成軸封加熱器和低壓加熱器過(guò)熱，甚至
損壞設(shè)備；如果同時(shí)滿足雙方壓力與流量，又會(huì)造成
除氧器水位上升過(guò)快，這在鍋爐熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和汽
機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)不盡人意時(shí)，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(dòng)大的原因，不僅與汽機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)壓力設(shè)計(jì)、凝結(jié)水
流量分配有關(guān)，還與鍋爐熱量平衡，運(yùn)行方式調(diào)整等
因素有關(guān)。
5 解決方案
通過(guò)以上原因分析得知， (下轉(zhuǎn)第34頁(yè))
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冶 金 動(dòng) 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(tái)微油
煤粉燃燒器噴口壁面上安裝1個(gè)壁溫測(cè)點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)
測(cè)燃燒器壁面溫度。所有溫度信號(hào)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(cè)，輸出信號(hào)為
數(shù)字量信號(hào)。該火檢靈敏度高、無(wú)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(fēng)由
發(fā)電廠原有火檢風(fēng)機(jī)提供，風(fēng)溫低于60℃即可。
f3)過(guò)程控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用通過(guò)硬接線直接進(jìn)入DCS系統(tǒng)
的方案，控制的策略組態(tài)均在DCS里面實(shí)現(xiàn)，畫(huà)面
組態(tài)等DCS里面組態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程程制操作，并將其
納入鍋爐滅火保護(hù)的控制范圍。
4 改造效果
通過(guò)在發(fā)電廠3 鍋爐上進(jìn)行微油點(diǎn)火改造，鍋
爐油耗得到明顯降低。大修啟動(dòng)調(diào)試一般耗油量為
80 t，3 機(jī)組大修后耗油僅50．4 t。
【參考文獻(xiàn)】
i1】胡際童．鍋爐等離子點(diǎn)火方式與少油點(diǎn)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(wú)油點(diǎn)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(diǎn)火與微油點(diǎn)火比較啪．廣西電力．2008
年第5期．
收稿日期：2013-07-02
作者簡(jiǎn)介：劉俊(1969一)，男，大專學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事熱能動(dòng)力
技術(shù)管理工作。
(上接第31頁(yè)) 要在短時(shí)間內(nèi)徹底解決爐膛吸
熱量低、低壓省煤器、回?zé)嵯到y(tǒng)壓力與流量平衡是十
分困難的，經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真分析，通過(guò)多次試驗(yàn)，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(dòng)，
具體辦法如下。
(1)全開(kāi)低壓省煤器進(jìn)口電動(dòng)閥和旁路手動(dòng)閥，
通過(guò)控制進(jìn)人除氧器進(jìn)水手動(dòng)閥和低加出口電動(dòng)門(mén)
開(kāi)度、做高除氧器壓力等手段來(lái)提高低壓省煤器進(jìn)
水壓力，通過(guò)此方法可以將給水壓力由原來(lái)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(fù)荷大于
70％以上時(shí)，應(yīng)將變頻調(diào)整到最大，或者切換T頻泵
運(yùn)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(shí)通過(guò)手動(dòng)閥和除氧器進(jìn)口
電動(dòng)閥開(kāi)度，保證進(jìn)出除氧器水位平衡。
(3)加強(qiáng)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(jìn)口溫度，并通過(guò)風(fēng)量調(diào)
節(jié)嚴(yán)格控制尾部煙道二側(cè)煙溫差，同時(shí)在低壓省煤
器靠近爐前震動(dòng)最大的部分增加一塊6800x400擋
煙板，以防止低壓省煤器個(gè)別管束超溫。
(41在低壓省煤器出口增加一個(gè)遠(yuǎn)傳溫度計(jì)，分
別進(jìn)入鍋爐、汽機(jī)DCS系統(tǒng)，以便運(yùn)行監(jiān)控，同時(shí)加
強(qiáng)機(jī)爐之間協(xié)調(diào)，做好精心調(diào)整。
6 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上控制和調(diào)整，我們以震動(dòng)較大的l 爐
為例，低壓省煤器震動(dòng)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(yùn)行狀態(tài)受控，保證了鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)
行。目前我們同設(shè)計(jì)院和設(shè)備廠家加強(qiáng)聯(lián)系和溝通，
修改設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取徹底解決低壓省煤器震動(dòng)問(wèn)題。
收稿日期：2013-09—10
作者簡(jiǎn)介：張永福(1963一)，男，漢族，高級(jí)技師，現(xiàn)從事鍋爐運(yùn)行技
術(shù)管理工作。

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