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维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第５期　总第９３期　零　零　零　口　ＭＥＴＡＬＵＪＲＧＩＣＡＬ　ＰＯＷ＿ＥＲ　冶金动　力　３３　髓热　电　铂　《　Ｓ　１３０　ｔ／ｈ锅炉省煤器泄漏原因分析及对策　戴星明，杨　刚　（武钢能源总厂热力厂，湖北武汉４３００８３）　【摘要】分析了武钢１３０　ｔ／ｈ了锅炉省煤器泄漏情况及原因，提出了处理对策，介绍了取得的效果。　【文章编号】１００６—６７６４（２００２）０５—００３３—０３　【关键词】锅炉；省煤器泄漏；省煤器沸腾率；疲劳断裂　【中图分类号】ＴＫ２２３．３　３　【文献标识码】Ｂ　Ｃａｕｓｅｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏａｌ　Ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　１３０　ｔ／ｈ　Ｂｏｉｌｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ＤＡＩ　Ｘｉｎｇ—ｍｉｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｇａｎｇ　ｆ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｌａｎｔ，Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｏｕｒｃｅｓ　Ｐｌａｎｔ，Ｗｕｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００８３，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｌｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　１　３０　ｔ／ｈ　ｂｏｉｌｅｒ　ｏｆ　Ｗｕｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｇｉｖｅｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　１　ｂｏｉｌｅｒ；ｃｏａｌ　ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ；ｌｅａｋａｇｅ；ｂｏｉｌｉｎｇ　ｒａｔｅ；ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｆａｔｉｇｕｅ　１　设备概况　武钢能源总厂热力厂５　、６　炉系四川锅炉厂制　造的ＣＧ一１３０／３．８２一Ｑ型中温中压自然循环锅　锅炉设计燃烧工况：　１）锅炉单烧焦炉煤气时，可达５０％额定负　荷。　２）锅炉燃用转炉煤气（３０　０００　ｍ　／ｈ），可达　４１％额定负荷。　３）锅炉单烧重油，可达７０％额定负荷。　炉，按气、油两用设计，以高炉煤气为主，掺烧部分　焦、转炉煤气及重油，主要参数如下：　锅炉额定蒸发量Ｄｅ＝１３０　ｔ／ｈ；　过热蒸汽额定压力Ｐ　＝３．８２　ＭＰａ；　锅炉尾部受热面双级交错布置省煤器、空预　器，省煤器由Ｄ３２　Ｘ　３　ｍｍ的２０　无缝钢管制成，管子　错列布置，横向节距７５　ｍｍ，纵向节距６０　ｍｍ。　过热蒸汽温度ｔ　＝４５０℃；　热空气温度ｔ　＝１７０℃；　冷空气温度ｔｒｋ＝２０℃；　热空气温度ｔ　ｋ　＝３１０．６℃；　排烟温度ｔ　＝１７６．７℃；　２　存在问题　５　、６　分别于１９９６年６月２８　Ｅｔ和１９９７年７月　２９日正式投运。投运后不到半年就出现省煤器泄　漏，主要泄漏情况见表１示。　锅炉热效率１１＝８５．５％（按热量掺烧比高：焦＝　９：１）。　表１　省煤器泄漏情况　从以上情况可知，锅炉省煤器多次泄漏，而且　主要泄漏部位在高温省煤器出口联箱管根部，靠烟　维普资讯 http://www.cqvip.com ３４　盒ｃ。盏　２总第９００２年第５　３期期　道后部炉墙侧，并集中表现为蛇形管不同程度裂纹　或断裂。进行堵管后，旁边紧邻的管子又发生连续　断裂。　省煤器泄漏不仅造成大量能耗浪费，影响正常　生产，严重时更会直接威胁安全运行。通常省煤器　泄漏主要因素有：　（１）管子腐蚀、磨损穿孔。　（２）由于给水温度变化频繁、产生金属疲劳而　发生裂纹引起爆管。　（３）由于管子或管子焊口质量不合格，也会引　起管子损伤。　（４）管子自由膨胀不良，产生应力损伤管子。　（５）省煤器沸腾率超标，管子过热烧坏或强度　下降损伤管子。　以此，对５　、６　炉省煤器泄漏原因进行深入分　析：　①５　、６　炉燃用煤气，烟气灰分少，飞灰磨损可　不考虑；　　’②低温腐蚀问题：低温省煤器处烟气温度为　２９７．７　２２０．１℃，高愠省煤器处烟气温度为　６２０．７　３４５．４℃，不存在管子低温腐蚀问题。　③５　、６　炉给水温度恒定在１０４℃，无剧烈波　动，不存在损伤管子的可能。　④曾经考虑过材质和焊接问题。并多次检查和　更换管子，反复打压查漏确保检修质量，但泄漏持　续出现。例如：１９９７年１月２１日，５　炉高温省煤器　１　管断裂后堵管，但紧接着１９９７年２月１日，２　管　又发生断裂，可见不是材质和焊接问题。　⑤针对可能存在的自由膨胀不良，对省煤器　“松绑”，拆除了固定管夹，但问题没有解决，排除以　上几种可能后把注意力集中到省煤器沸腾率上。　⑥根据锅炉热力计算书，对５　、６　炉省煤器沸　腾率进行了校核计算：　（１）主要参数见表２。　１３０　ｔ／ｈ（１００％负荷），１０４￣Ｃ给水９：１（高：焦）　表２　锅炉热力计算参数表　设备名称　吸热量／（１（Ｊ／ｍ’）　燃料流量／（ｍ　／ｈ）　过出口介质焓差／　（ＧＪ／ｔ）　高温省煤器　７５３．６　ｌ２５　０５０　高出：１４１．２２０　低温省煤器　２０１．４　ｌ２５　０５０　低人：７１．０１９　水冷壁　ｌ　３３５．６　ｌ２５　０５０　费斯顿管　７５．８　ｌ２５　０５０　排烟温度——设计：１５９＇１２，实际：８０　１２０＇１２　省煤器出口水焓——１４１．２２　ＧＪ／ｔ　省煤器人口水焓——０．５４６　３　ＧＪ／ｔ　Ｘ　１３０　ｔ（参　考锅炉热力计算书）　（２）计算：省煤器沸腾率为省煤器产生的蒸汽　量与锅炉总蒸发量（或流过省煤器锅炉给水量）的　百分比。　。　锅炉总蒸发汽焓＝水冷壁蒸发焓＋省煤器出　口汽焓＋费斯顿管蒸发焓　水冷壁蒸发焓＝水冷壁吸热量ｘ燃料流量　省煤器出口汽焓＝省煤器人口汽焓＋省煤器　吸热量ｘ燃料流量一省煤器出口水焓　费斯顿管蒸发焓＝费斯顿管吸热量ｘ燃料流　量　省煤器沸腾率＝省煤器出口汽焓÷锅炉总蒸　发量ｘ　１００％　＝省煤器出口汽焓÷（水冷壁蒸发焓＋费斯顿　管蒸发焓＋省煤器出口汽焓）Ｘ　１００％　＝２１．８１％　省煤器沸腾率一般为１０％　１５％，不超过　２０％，而５　、６　炉省煤器设计值为２１．８１％，实际由　于排烟温度偏低更可能大大超过２１％，这形成了　对安全生产的极大威胁，由于沸腾率过高，高温省　煤器局部蛇形管发生膜态沸腾，即高温省煤器部分　因沸腾率超标，局部管子蒸汽汽泡生成过快形成连　片汽膜，隔离给水和管壁，恶化传热，使该处管子处　于过热状态，并且由于给水负荷波动，所以高温省　煤器某一部分时而充满过热蒸汽时而又是给水，工　作温度频繁变化，使管子疲劳，到一定时候就发生　裂纹或断裂，这也可以从泄漏点交替喷出汽水得到　证明，５　、６　炉经常处于较高热负荷，所以断裂部分　集中于省煤器出口联箱根部管子沿管径方向发生　横向断裂。　３　对策　为解决省煤器管子断裂问题，保证锅炉能连续　安全生产，根据锅炉冬季生产任务重，没有较长停　炉时间的实际情况，对拿掉低温省煤器的技术改造　方案进行了论证。　计算表明，拿掉低温省煤器，其沸腾率可降为　１２％左右，省煤器处予安全工作温度，于１９９８年４　月分别对５　、６　炉进行了改造。计算过程如下：　省煤器沸腾率＝省煤器出口汽焓÷锅炉总蒸　发量Ｘ　１００％　＝１２％　改造后，经过近４年的运行情况看５　、６　炉省　煤器改造是成功的，　（下转第３９页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 总第９３期　器　轮机组的高压加热器疏水系统进行改造。　Ｍ台　ＥＴＡＬＬ金ＵＲＧＩＣ动ＡＬ　ＰＯＷ力ＥＲ　３９　ｊ　稳定，无需频繁的调整操作，由于克服无水位运行　对疏水管道冲蚀，使管道及弯头的泄漏大大减少，　高加的投用率也由改造前的５０％提高到９５％左　右，提高了全厂的经济运行水平，经济效益十分明　显。　３　工作原理　汽液两相流自调节液位控制器是基于流体力　学理论和控制原理，利用汽液两相流的流动特性设　计的一种全新概念的液位控制器。这种液位控制器　勿需外力驱动，属自力式智能调节，需消耗少量的　５　经济效益　改造前，加热器无水位运行使得汽水混合物逐　级排向下一级，大量串汽造成高能低用，影响机组　的经济性，但由于这部分串汽在汽轮机组的抽汽中　汽（约为排水量的１％～２％）作为执行机构ｒ的驱动　源。该液位控制器由调节器和信号管两部分组成。　该控制器在高压加热器上的连接系统如图１所　示。信号管的作用是发送水位信号和变送调节用　汽；调节器的作用是控制出口水量，相当于自动调　节系统中的执行机构。其具体调节原理是：当高压　所占的份额很小，所以在计算汽轮机组的经济性　时，将其忽略不计。　由于改造后，高压加热器的投用率由５０％提高　加热器的水位升高时，信号管内的水位随之上升，　导致发送的调节汽量减少，因而流过调节器中两相　到９５％，从而大大减少汽轮机组的冷源损失，提高　整个循环热效率，最终使全厂煤耗率大大下降，根　据目前公认的数据，对５０　ＭＷ左右的机组，高加投　用后全厂发电煤耗率可下降８～１０　ｇ／ｋＷ・ｈ。考虑　到给水温度对锅炉排烟温度的影响，在计算经济效　益时，取其下限８　ｇ／ｋＷ・ｈ，也是一个相当可观的　流的汽量减少、水量增加，高压加热器的水位随之　下降。反之亦然。由此实现了高压加热器水位的自　动控制。　效益：按厂年发电量８．５亿ｋＷ・ｈ计算，全年可节　煤：８×１０一　×８．５×１０。×（９５％一５０％）＝３　０６０　ｔ　按每吨煤２００元计算，全年可降低成本　２００×３　０６０＝６１２　０００元　旁路阀　６　结论　汽液两相流自调节水位控制器在２　机组高压　加热器上应用后取得了明显的效果，经过５个月的　运行证明其稳定性、安全性、经济性均比较良好。　。　图１　汽液两相流自调节水位控制器安装系统图　４　应用效果　２　汽轮机组高压加热器加装“汽液两相流自调　收稿日期：２００２—０２—２７　节水位控制器”的改造后，效果很好，汽轮机组负荷　在３０～６０　ＭＷ之间波动时，高压加热器液位相当　第一作者简介　王建忠（Ｉ９６８一），男．大专，助工．现从事汽机运行工作。　（上接第３４页）　省煤器沸腾率由２１．８１％降至　本次省煤器改造取得了成功，改造后省煤器沸　腾率降低，排烟温度有所上升，锅炉效率有一定下　降，下一步计划将在锅炉尾部装设热管装置。吸收　１２％，锅炉蒸发量达１３０～１４７　ｔ／ｈ，可充分满足生　产需要，没有出现泄漏问题。　从安全经济运行考虑，改造后锅炉排烟温度虽　然由原来的８０～１２０　ｏＣ上升到１５０～１７０　ｏＣ，锅炉　排烟热量，加热除氧给水，提高热利用率。　收稿日期：２００２—０３—２５　效率有所下降，但锅炉能连续安全生产，避免了经　常停炉，确保了设备的正常运行，成效是显著的。　第一作者简介　戴星明（１９４５一），男，１９６７年毕业于上海理工大学，大学，正高。从　事锅炉技术工作。　４　结语　＋．。‘＋”　一＋一＋。＋。＋。＋。＋　＋　＋一＋一＋一＋　。＋。＋一＋。＋一＋－＋一＋一＋一＋—＋。＋。＋　、　＋　＋　’　＋　÷本刊２００３年度征订工作已经开　始，欢迎读者到邮局订阅或与编辑部联系订ｉ　÷阅，邮发代号２６—１４０，年订价４　８元／份（６期），垂询电话：（０５５５）２８８８６００　｝　＋　＋　ｋ一＋一＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋－＋一＋－＋一—　＋一＋一＋－＋一＋…