超_超_临界机组锅炉启动初期过热器管壁超温研究.docx

2012年6月JournalofShanghaiUniversityofElectricPowerJune2012文章编号:1006－4729(2012)03－0229－04超(超)临界机组锅炉启动初期过热器管壁超温研究浩1，冯伟忠2葛(1．上海电力学院，上海200090;2．上海外高桥第三发电有限责任公司，上海200137)摘要:分析了锅炉启动初期过热器的超温机理及影响因素，研究了不同启动方式对过热器壁温的影响，并通过启动试验研究了蒸汽加热启动方式下的过热器壁温状况，以提高机组的安全性．关键词:超(超)临界机组;锅炉启动;过热器;超温中图分类号:TK223．33+2文献标志码:AResearchofTubeWallOver-TemperatureonSuperheaterforBoilerofUltraSupercriticalUnitatInitialStageofStart-upGEHao1，FENGWei-zhong2(1．ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，China;2．ShanghaiWaigaoqiaoNo．3PowerGenerationCo．Ltd．，Shanghai200137，China)Abstract:Themechanismandinfluencefactorsofsuperheateroverheatingatinitialstageofboilerstart-upareanalyzed．Theinfluenceofdifferentstart-upmodeonsuperheatertubetemperatureisresearched，andhowtoimprovetheconditionofthesuperheatertubetemperatureandimprovetheoperationsafetyoftheunitbyadoptingthesteamheatingstart-upmodeisanalyzedindetail．Keywords:ultrasupercriticalunit;start-up;superheater;over-temperature随着电厂机组单机容量的不断增大及大型超(超)临界机组在电网中所占比重的不断升高，这些机组的安全运行成为影响电网安全的关键环节．我国60%以上的火电机组停运故障发生在锅炉侧，且大多是由于锅炉四管泄漏所引起．机组启动阶段工况变化相当复杂，受热面很容易出现超温，并在受到冷热冲击后出现氧化皮集中脱落，导致管道堵塞，甚至发生爆管．因此，如何在机组启动阶段防止受热面超温成为减少电厂停机故障的主要途径．1超温原因分析1．1超温机理过热器吸收烟气的辐射热和对流热，再将热量传递给管壁内的蒸汽，因此炉侧烟气量的增加和烟温的提高，均会使壁内的蒸汽温度升高．在管壁内蒸汽的流量和进口温度不变的情况下，管壁内蒸汽温度的升高可能会引起受热面超温．相同原理，在锅炉燃烧程度保持不变的情况下，管壁内收稿日期:2011－10－17通讯作者简介:葛浩(1988－)，男，在读硕士，山东菏泽人．主要研究方向为超超临界发电技术．E-mail:gehao2006@126．com．230上海电力学院学报2012年工质流量的减少和饱和温度的变化等也会引起管壁超温［1］．在锅炉点火启动初期，水冷壁入口水温较低，此时炉水升温速率不超过1．5℃/min，而在水冷壁出口达到饱和之前，过热器中没有蒸汽流动，一直处于干烧状态，如果烟气温度过高，过热器就很容易出现超温．此外，在传热量相同的情况下，受热面内壁的氧化皮增加了热阻，这将升高壁温，并导致氧化速率的增加．余旋流，由于烟气宏观流向和残余旋流的相互作用，在水平烟道内会出现烟速梯度，而烟速偏差会引起烟温偏差，烟速高的地方烟温高;但是对于塔式炉来说，外围旋转的部分烟速高，中心部分烟速低，而外围的烟温要低于中心部分．1．2．3水塞锅炉点火启动前及启动过程中，在过热器和再热器中尚存的积水或凝结水，称为水塞，这一现象主要出现在U型布置的受热面底部．当对流受热面中开始出现蒸汽流动时，流量较小，该受热面前后联箱压力差不足以将积水排出，使得对流受热面处于局部干烧状态，由于这部分积水蒸发需要吸收汽化潜热，蒸发时间较长，而管道由于得不到充分冷却就会出现超温．1．2影响因素分析1．2．1给水流量和给水温度在直流锅炉启动初期，需要建立最低给水流量，并通过启动分离器疏水阀将未汽化的水回收．在炉内燃烧不变的前提下，增大给水流量，会使进入水冷壁的水温下降，水