電廠鍋爐暖風(fēng)器泄漏原因分析及解決方案

趙 偉，王惠民，張樂蒙

（國(guó)家能源集團(tuán)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(yùn)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(duì)沖、平衡通風(fēng)、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(fù)責(zé)調(diào)節(jié)再熱汽溫，噴水減溫裝置負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)過熱汽溫。鍋爐使用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配有5臺(tái)MP225型中速磨煤機(jī)，燃燒器選用DRB-XCL型低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，前墻布置3層，后墻布置2層[1]。

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

表1 風(fēng)暖風(fēng)器技術(shù)數(shù)據(jù)

經(jīng)測(cè)試，TZ-NFQ系列暖風(fēng)器比鋼制波紋管圓暖風(fēng)器傳熱系數(shù)高30%，風(fēng)阻下降60%，管可自由伸縮[2]，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便，便于安裝和維修。暖風(fēng)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(fēng)器的管束完全可以進(jìn)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(fēng)器采用單體布置、整體裝配，在檢修時(shí)將暖風(fēng)器旋轉(zhuǎn)90°，即可簡(jiǎn)單方便施工，清理堵灰。同時(shí)風(fēng)在經(jīng)過管束時(shí)產(chǎn)生加速，將附在管束上的灰?guī)ё?，達(dá)到自清灰作用。

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

2 暖風(fēng)器現(xiàn)狀

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

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

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

圖1 旋轉(zhuǎn)暖風(fēng)器工作原理

該廠暖風(fēng)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(yùn)初期及末期，暖風(fēng)器存在明顯撞管現(xiàn)象，風(fēng)道內(nèi)暖風(fēng)器管道因長(zhǎng)期振動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。使得兩臺(tái)機(jī)組暖風(fēng)器存在多處泄漏。

3 暖風(fēng)器泄漏原因分析

3.1 設(shè)備原因分析

以二次風(fēng)暖風(fēng)器為例（圖2），二次風(fēng)暖風(fēng)器由一根進(jìn)汽母管經(jīng)兩個(gè)分門進(jìn)入A、B兩側(cè)暖風(fēng)器，在A/B暖風(fēng)器前各有一根5.83m的進(jìn)汽聯(lián)箱（或稱母管，管徑不變），來汽通過5根進(jìn)汽支管（無支管進(jìn)汽手動(dòng)門）分別進(jìn)入5片暖風(fēng)器。暖風(fēng)器入口聯(lián)箱為5.83m，長(zhǎng)度跨度較大，暖風(fēng)器投運(yùn)初期及末期，進(jìn)汽量過小導(dǎo)致各組暖風(fēng)器進(jìn)汽不均勻。當(dāng)個(gè)別暖風(fēng)器組汽量過小時(shí)，在入口聯(lián)箱擴(kuò)容放熱后凝結(jié)成水，造成汽液兩相流動(dòng)，形成水沖擊，引起管道振動(dòng)。

圖2 二次風(fēng)暖風(fēng)器工作原理

3.2 運(yùn)行原因分析

近年暖風(fēng)器運(yùn)行參數(shù)匯總見表2。由表2可知，近兩年，因?yàn)榕L(fēng)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(fēng)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(dòng)，造成水沖擊。

表2 暖風(fēng)器運(yùn)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(duì)暖風(fēng)器內(nèi)部入口聯(lián)箱振動(dòng)損傷情況進(jìn)行評(píng)估，酌情修復(fù)或更換。

（2）對(duì)暖風(fēng)器疏水器檢查更換，確保疏水器工作正常。

（3）在一、二次風(fēng)暖風(fēng)器出、入口加裝手動(dòng)分門，做分組投運(yùn)使用，在單片暖風(fēng)器發(fā)生嚴(yán)重泄漏時(shí)及時(shí)隔離，保證不影響整體投運(yùn)。

（4）在一次風(fēng)暖風(fēng)器入口總門（門前或門后）加裝電動(dòng)調(diào)門，方便運(yùn)行人員及時(shí)、準(zhǔn)確調(diào)整暖風(fēng)器入口壓力。

（5）一、二次風(fēng)暖風(fēng)器入口手動(dòng)總門、分門均不嚴(yán)，建議及時(shí)更換。

4.2 運(yùn)行優(yōu)化

（1）暖風(fēng)器投運(yùn)初期、末期，采用分組投、退方式運(yùn)行，消除進(jìn)汽不均造成的撞管現(xiàn)象。

（2）將暖風(fēng)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(fēng)器入口總門，全開暖風(fēng)器分門，開大疏水調(diào)門運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)入口總調(diào)門，控制暖風(fēng)器入口壓力在0.1～0.4MPa運(yùn)行；同時(shí)調(diào)節(jié)暖風(fēng)器疏水溫度大于飽和溫度運(yùn)行，減少汽液兩相流動(dòng)，避免水沖擊。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過綜合分析，對(duì)暖風(fēng)器設(shè)備進(jìn)行改造，并優(yōu)化投、退過程，盡量消除進(jìn)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(dǎo)致暖風(fēng)器退出現(xiàn)象，使冬季進(jìn)入空預(yù)器的最低風(fēng)溫有所保證，防止低溫腐蝕的發(fā)生。