200 MW鍋爐過熱器改造方案的計算研究

精品文檔-下載后可編輯MW鍋爐過熱器改造方案的計算研究陡河發(fā)電廠4臺200MW鍋爐是80年代哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超高壓參數(shù)固態(tài)排渣煤粉爐。額定出力為670t/h，主蒸汽壓力為13.7MPa。這些鍋爐在運行過程中，出現(xiàn)過數(shù)次高溫過熱器爆管，而且近年來爆管現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。為了使機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運行，應(yīng)考慮更換整個高溫過熱器，并對其進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)過熱器的具體情況，提出把高溫過熱器調(diào)換前后方向，以增加它的壽命。就此我們進(jìn)行了可行性研究。

1對鍋爐進(jìn)行熱力計算

(1)我國鍋爐機(jī)組熱力計算目前采用原蘇聯(lián)1957年和1973年頒布的兩個版本的《鍋爐機(jī)組熱力計算標(biāo)準(zhǔn)方法》。我們采用的是1973年的標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)蒸發(fā)量小于200～300t/h鍋爐試驗數(shù)據(jù)制定的［1］，沒有考慮鍋爐容量等影響因素，所以用于計算大型鍋爐會出現(xiàn)較大的誤差。為了有效地計算，我們采取了3項修正。第一，引入了杜卜斯基—卜勞赫爐膛出口煙氣溫度公式［1］代替原來的古爾維奇公式；據(jù)資料介紹，在杜卜斯基—卜勞赫爐膛出口煙氣溫度公式所依據(jù)的試驗數(shù)據(jù)中，包括很多300MW以上鍋爐機(jī)組的數(shù)據(jù)。第二，采用了實際測量的爐膛火焰中心高度的修正值［2］。第三，因為低溫再熱

器積灰嚴(yán)重，作者采用實測數(shù)據(jù)并進(jìn)行了反推［3］，得出并采用了降低了的低溫再熱器的熱有效系數(shù)(反推計算的結(jié)果是0.57，標(biāo)準(zhǔn)上推薦的數(shù)據(jù)是065)。

(2)為了和原設(shè)計的數(shù)據(jù)比較，計算時采用的數(shù)據(jù)是沒有改動的原設(shè)計數(shù)據(jù)。

(3)鍋爐熱力計算所采用的煤種的元素分析如下：

Cy為43.48%；Hy為2.98%；Oy為9.01%；Ny為0.96%；Sy為0.44%；Ay為37.13%；Wy為6.0%。

這是陡河發(fā)電廠燃用的一個平均煤種的數(shù)據(jù)。

(4)計算結(jié)果如下：過熱器減溫水量，兩級減溫器共噴減溫水116t/h，這個數(shù)據(jù)是大了一些，有兩個原因：一是熱力計算的工況是最大連續(xù)負(fù)荷，鍋爐負(fù)荷高自然減溫水量就大；二是陡河電廠沒有采用吹灰，這樣各個過熱器的熱有效系數(shù)都有所降低。因為在反推鍋爐各個受熱面吸熱時，除低溫再熱器以外，其他受熱面的數(shù)據(jù)和熱力計算結(jié)果相差很少，所以我們沒有反推和采用除低溫再熱器以外的其他受熱面的實測熱有效系數(shù)。這樣，高溫再熱器出口的再熱蒸汽溫度是532℃，比額定再熱蒸汽溫度相差10℃左右。因為我們采用了反推的再熱器熱有效系數(shù)，所以計算出的數(shù)據(jù)比較符合實際。實際上在額定及以下負(fù)荷運行時，把通往汽—汽熱交換器的三通閥開滿(進(jìn)入汽—汽熱交換器的再熱蒸汽份額最多只有85%，其余的是旁通的流量)，再熱蒸汽還有10℃以上的欠溫。

2壁溫校核點的壁溫工況分析

高溫過熱器的壁溫校核點如圖1所示。改造前方案的壁溫校核點應(yīng)當(dāng)選在沿著煙氣流程的第二個蛇形管的最下端。改造后方案的壁溫校核點應(yīng)當(dāng)選在沿著煙氣流程第一個蛇形管的最下端。對于兩個方案來講，都有可能是后面一個蛇形管的最上端管子壁溫最高，但是兩個方案中這點的計算結(jié)果肯定是一樣的，因兩種方案這一點處煙氣溫度一樣，內(nèi)部的蒸汽溫度一樣，于是金屬溫度一樣。這點的管子金屬壁溫與現(xiàn)在的校核點相比，一般說是低的或者數(shù)值相當(dāng)，因而不用比較。

兩個校核點相比，它們的煙氣溫度相同，但是改造前校核點內(nèi)部的蒸汽溫度要比改造后的高很多，因而必然改造前校核點的金屬溫度比較高。

管子金屬管壁溫度計算用的方法是原蘇聯(lián)1973年頒布的《鍋爐熱力計算標(biāo)準(zhǔn)方法》中規(guī)定的方法。

計算結(jié)果如下：改造前的方案校核點的管子內(nèi)壁溫度超過650℃，管子內(nèi)壁金屬溫度超過640℃。改造后的方案校核點的管子內(nèi)壁溫度只有603℃，管子內(nèi)壁金屬溫度只有599℃。

3鍋爐高溫過熱器校核點的金屬壽命計算

高溫過熱器校核點金屬壽命計算是依據(jù)文獻(xiàn)［4］的方法進(jìn)行的。計算考慮了管子外面的腐蝕、磨損、管子內(nèi)部的汽水腐蝕以及金屬的蠕變。其中金屬蠕變和管子外面的磨損是影響金屬壽命的主要因素。管子的材料是12Cr1MoV。鍋爐的計算工況是最大連續(xù)負(fù)荷。

計算的結(jié)果為改造前方案校核點的金屬壽命是100000h，改造后方案校核點的金屬壽命為380000h。

4結(jié)論

計算結(jié)果說明，高溫過熱器兩種不同的布置方式，其校核點金屬壁溫及其壽命差異很大。改造后方案的金屬壽命明顯高于改造前的方案。這樣鍋爐運行事故肯定少于改造前的方案。我們希望這種高溫過熱器的布置方式能引起有關(guān)發(fā)電廠的注意。

參考文獻(xiàn)

［1］秦裕琨.爐內(nèi)傳熱(第2版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

［2］陳春元.HG670／140-9型鍋爐的設(shè)計特點和運行性能.動力系統(tǒng)工程，1986，(3).

［3］魏鐵錚等.鍋爐爐膛出口煙氣溫度的反推.華北電力技術(shù)，1999，(9).

［4