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​锅炉省煤器的泄露原因分析和改造办法

​锅炉省煤器的泄露原因分析和改造办法

​锅炉省煤器的泄露原因分析和改造办法

1.设备概况

某电厂2台1205t/h采用日本三菱重工制造的MB-FRR1205-17。36/541/541型强制循环汽包型锅炉,锅炉本体结构呈Π型,燃烧器采用四角双切圆直流煤粉垂直浓淡燃烧器。省煤器布置在一级过热器下方尾部烟道竖井内,为顺列、逆流、非沸腾式、蛇形管省煤器,设计烟气速度7。2m/s。蛇形管省煤器分高温、低温两段,由螺旋鳍片管和少量光管组成,光管主要布置在管屏两端和每屏第一根,共110排,每排3管圈,总330根,总重量为236t。省煤器管的规格为:Φ45×4。4(实际壁厚在4。9~5㎜),材料为SA210-C,鳍片厚度为1。4㎜,高度为19㎜,间距为12。7㎜,螺旋角5。1°。

在高温、低温省煤器蛇形管排沿烟道四周均布置有导流板以防止烟气走廊,在靠近左右两侧墙的第一至四管屏沿高度方向第2、3、4根管的迎火面布置有防磨瓦,考虑到Π型布置锅炉的烟气流动特点,在靠近烟道前后墙的第1排管的迎火面上布置有防磨瓦。

2.省煤器的泄漏情况

从2006年3月到2007年5月,2台锅炉省煤器共发生5次泄漏,其中4次发生在高温段,4次发生在螺旋鳍片的根部。主要有以下几个特点:

(1)泄漏点主要分布在距炉墙或吊板约700~900mm处;

(2)泄漏管段主要分布在各管屏的第3~6根;

(3)泄漏点均分布在螺旋鳍片管的鳍片根部;

(4)泄漏点主要分布在鳍片管与光管交界处附近。

2.1  2006年3月11日#1锅炉40m标高处省煤器高温段,从炉左向炉右计第66屏,从上向下数第6根,距离炉后墙约700mm处,螺旋鳍片管的鳍片根部发生泄漏。

2。2 2006年5月10日#2锅炉省煤器高温段,从炉左向炉右计第34屏,自上向下第5根,距离炉后墙约700mm处,螺旋鳍片管的鳍片根部发生泄漏。

2.3 2006年11月5日#1锅炉省煤器高温段,从炉左向炉右计第46屏,自上向下第6根,距炉后墙约700mm处,螺旋鳍片管鳍片根部泄漏。

2。4 2007年3月21日#2锅炉40m标高省煤器高温段,距炉后墙约4m(距吊板约900mm),从炉左向炉右计第106屏,从上向下数第3根管的螺旋鳍片根部发生泄漏。

2.5  2007年05月22日#1锅炉省煤器低温段,距炉前墙约4.2m(距吊板约700mm),从炉左向炉右数第8排自上向下第3根管螺旋鳍片根部发生泄漏。

3.省煤器泄漏主要原因分析

3。1燃用煤种发热量较设计值偏低

该锅炉原设计煤种收到基灰分为30.88%,而近年来实际燃煤收到基灰分均在41.68%以上,满负荷的燃煤量设计为140t/h,而实际在187t/h以上。燃煤量的变化造成烟气中灰浓度增大、灰粒变硬等,导致省煤器平均磨损量增大[1]。同样为三菱机组的另一电厂,锅炉结构与该厂基本相同,省煤器结构与该厂完全一样,其设计煤种收到基灰分为19.77%,实际运行为10.98%,目前已运行超过10年,一直未发生省煤器磨损泄漏。可见,当燃用煤种的发热量比设计值偏低时,会加快省煤器的磨损速度。

3.2 制造加工不良

该锅炉省煤器主要是螺旋鳍片管,螺旋鳍片管是由整条钢带竖向缠绕、高频焊接而成,钢带宽19mm、厚1。4mm,鳍片间距12。7mm。绕制过程在内圆弧形成约10mm等距的波纹皱褶,该种结构使烟气流冲刷后在波纹皱褶突出处易形成涡流,引起省煤器鳍片根部烟气局部烟速剧增,而磨损与烟气流速的3。3次方成正比,导致局部磨损速度加快,形成小的坑点,尤其在鳍片管与光管交界处更为严重。

3。3 结构布置

省煤器蛇形管排每5~6屏形成一组,每组通过三个吊板悬挂在管排上方的省煤器中间联箱上,高温、低温省煤器上下方均布置有导流板,这些联箱、导流板均对烟气流及灰粒有导向和抛洒作用,烟气进入管排后又要再次对导流板、联箱下部进行回流,这种烟气的多次扰动,加快了省煤器局部磨损的速度。

3.4 检修不规范

省煤器管排泄漏后,检修人员对烟道前后墙等重点部位进行拉开管屏检查、更换等许多工作,在拉屏检修过程中,造成部分管屏错排、偏斜、个管出列等永久性缺陷,不易完全修复,加剧了管屏的磨损。

4。改造情况及效果

根据上述分析,该锅炉省煤器由于燃用煤质的热量偏低、设备制造工艺较差等原因造成磨损严重。经过调研决定将螺旋鳍片省煤器改造为H型片管省煤器,并分别于2008年3月和2009年3月实施。

H型鳍片省煤器管的规格为Φ45×5,材料为SA210-C,总排数和原来的排数不变即110排,顺列布置,横向间距130。5㎜,纵向间距110㎜,鳍片间距#1和#2炉分别为20和18㎜,鳍片高度25㎜,鳍片厚度3㎜,纵向排数30排。

由于鳍片高度由原来的19㎜增加到25㎜,鳍片厚度由1.4㎜增加到3㎜,总管排数不变,管排为顺列布置,所以#1和#2炉总重量由原来的236t分别提高到393.42t和418.75t,烟气速度由7.2m/s分别分别提高到8.13m/s和8.24m/s。

另外,对于省煤器前后墙附近,采用导流板与密封板相结合的防磨措施,并对导流板开孔,孔的位置距离管屏500mm,孔的大小约占流通面积的1/3,并在管屏弯头迎火面增加防磨瓦。

#1省煤器改造完成后,在机组启动初期满负荷运行时,由于省煤器受热面干净,省煤器进出口烟温降较改造前降低27℃左右,其后随着省煤器受热面结灰的逐渐增多烟温降逐渐减小,运行十天后结灰状况处于平衡状态,烟温降比改造前降低3℃左右。#2省煤器改造完成后,烟温降规律与#1炉相同,在机组启动初期满负荷运行时,省煤器进出口烟温降较改造前降低37℃左右,其后也是逐渐减小,运行十天后,比改造前降低18℃左右。

机组检修期间对H型省煤器检查发现,省煤器管排积灰从上至下,连成一片,但鳍片间没有积灰。

截止目前,#1锅炉省煤器已经改造完成运行4年,没有发生泄漏现象。2011年4月对其进行拉屏检查,没有发现明显磨损现象。



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