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        電廠鍋爐暖風器泄漏原因分析及解決方案

        2022-11-03 08:11:34王惠民張樂蒙
        今日制造與升級 2022年7期
        關(guān)鍵詞:暖風管束投運

        趙 偉,王惠民,張樂蒙

        (國家能源集團華北電力有限公司廊坊熱電廠,河北廊坊 065000)

        1 研究背景

        某熱電廠鍋爐為B&WB-1150/25.4-M型超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐。其型式為單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖、平衡通風、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的π型鍋爐。煙氣擋板裝置負責調(diào)節(jié)再熱汽溫,噴水減溫裝置負責調(diào)節(jié)過熱汽溫。鍋爐使用正壓直吹式制粉系統(tǒng),每臺鍋爐配有5臺MP225型中速磨煤機,燃燒器選用DRB-XCL型低NOx雙調(diào)風旋流燃燒器,前墻布置3層,后墻布置2層[1]。

        該廠暖風器分為一次風暖風器和二次風暖風器,安裝在空預(yù)器入口豎直冷風道上,高度在鍋爐12.6m層平臺下方,為室外布置,具體技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。

        表1 風暖風器技術(shù)數(shù)據(jù)

        經(jīng)測試,TZ-NFQ系列暖風器比鋼制波紋管圓暖風器傳熱系數(shù)高30%,風阻下降60%,管可自由伸縮[2],結(jié)構(gòu)簡單,組裝方便,便于安裝和維修。暖風器在結(jié)構(gòu)和工藝上解決了泄漏、堵灰和水擊三大問題。

        TZ-NFQ系列暖風器的管束完全可以進行自由伸縮,完全將管束之間因溫差引起的熱脹冷縮變形吸收。因此,從根本上解決了因管束變形發(fā)生的管裂而引起的泄漏問題。

        TZ-NFQ系列暖風器采用單體布置、整體裝配,在檢修時將暖風器旋轉(zhuǎn)90°,即可簡單方便施工,清理堵灰。同時風在經(jīng)過管束時產(chǎn)生加速,將附在管束上的灰?guī)ё?,達到自清灰作用。

        TZ-NFQ系列暖風器疏水管在結(jié)構(gòu)上采用特殊結(jié)構(gòu),解決了暖風器本體水擊和結(jié)冰;另外設(shè)有暖風器自動控制裝置(用戶選擇),根據(jù)鍋爐負荷調(diào)節(jié)進汽溫度,解決了暖風器系統(tǒng)調(diào)節(jié)水擊,提高了發(fā)電效率。

        2 暖風器現(xiàn)狀

        一次風暖風器為3片并聯(lián)、旋轉(zhuǎn)式。每臺一次風暖風器換熱面積為360m2。一次風暖風器換熱管采用3排的布置方式。

        二次風暖風器為5片并聯(lián)、旋轉(zhuǎn)式。每臺二次風暖風器換熱面積為860m2。二次風暖風器換熱管采用3排的布置方式。

        為達到節(jié)能降耗的目的,本工程采用旋轉(zhuǎn)暖風器(圖1),即在暖風器投運時,將暖風器換熱片旋轉(zhuǎn)成與風向垂直角度,達到充分換熱的目的;在暖風器入口風溫達到20℃以上時,將暖風器傳熱元件旋轉(zhuǎn)90°,與風道平行,以減少阻力,使暖風器壓損降低為≤50Pa,從而達到降低風機電耗的目的。

        圖1 旋轉(zhuǎn)暖風器工作原理

        該廠暖風器汽源為輔汽聯(lián)箱,輔汽聯(lián)箱汽源為4段抽汽或者再熱冷段抽汽。目前,在投運初期及末期,暖風器存在明顯撞管現(xiàn)象,風道內(nèi)暖風器管道因長期振動導致出現(xiàn)裂紋。使得兩臺機組暖風器存在多處泄漏。

        3 暖風器泄漏原因分析

        3.1 設(shè)備原因分析

        以二次風暖風器為例(圖2),二次風暖風器由一根進汽母管經(jīng)兩個分門進入A、B兩側(cè)暖風器,在A/B暖風器前各有一根5.83m的進汽聯(lián)箱(或稱母管,管徑不變),來汽通過5根進汽支管(無支管進汽手動門)分別進入5片暖風器。暖風器入口聯(lián)箱為5.83m,長度跨度較大,暖風器投運初期及末期,進汽量過小導致各組暖風器進汽不均勻。當個別暖風器組汽量過小時,在入口聯(lián)箱擴容放熱后凝結(jié)成水,造成汽液兩相流動,形成水沖擊,引起管道振動。

        圖2 二次風暖風器工作原理

        3.2 運行原因分析

        近年暖風器運行參數(shù)匯總見表2。由表2可知,近兩年,因為暖風器用汽是由再熱冷段蒸汽提供的,所以入口壓力升高0.15MPa,入口溫度下降約60℃。因隨壓力升高飽和溫度下降,蒸汽在暖風器內(nèi)更容易形成欠飽和狀態(tài),蒸汽流通過程中,更容易形成汽液兩相流動,造成水沖擊。

        表2 暖風器運行參數(shù)匯總(11月15日—12月15日)

        4 解決方案

        4.1 設(shè)備改造

        (1)設(shè)備部對暖風器內(nèi)部入口聯(lián)箱振動損傷情況進行評估,酌情修復(fù)或更換。

        (2)對暖風器疏水器檢查更換,確保疏水器工作正常。

        (3)在一、二次風暖風器出、入口加裝手動分門,做分組投運使用,在單片暖風器發(fā)生嚴重泄漏時及時隔離,保證不影響整體投運。

        (4)在一次風暖風器入口總門(門前或門后)加裝電動調(diào)門,方便運行人員及時、準確調(diào)整暖風器入口壓力。

        (5)一、二次風暖風器入口手動總門、分門均不嚴,建議及時更換。

        4.2 運行優(yōu)化

        (1)暖風器投運初期、末期,采用分組投、退方式運行,消除進汽不均造成的撞管現(xiàn)象。

        (2)將暖風器汽源改為輔助蒸汽供汽,降低入口壓力,提高蒸汽溫度。

        (3)關(guān)小暖風器入口總門,全開暖風器分門,開大疏水調(diào)門運行,通過調(diào)節(jié)入口總調(diào)門,控制暖風器入口壓力在0.1~0.4MPa運行;同時調(diào)節(jié)暖風器疏水溫度大于飽和溫度運行,減少汽液兩相流動,避免水沖擊。

        5 結(jié)束語

        經(jīng)過綜合分析,對暖風器設(shè)備進行改造,并優(yōu)化投、退過程,盡量消除進汽不均的問題,可以有效減少管道沖擊現(xiàn)象,避免經(jīng)常性發(fā)生泄漏導致暖風器退出現(xiàn)象,使冬季進入空預(yù)器的最低風溫有所保證,防止低溫腐蝕的發(fā)生。

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