生產(chǎn)設(shè)備評價 主蒸汽再熱蒸汽及過熱再熱器管壁超溫

不少電廠主蒸汽再熱汽及過熱器再熱器管壁經(jīng)常發(fā)生超溫問題，有時超溫幅度比較大，時間比較長。例如：①有一臺600MW鍋爐機(jī)組主蒸汽A側(cè)552℃，B側(cè)582℃（設(shè)計均為540℃），屬嚴(yán)重超溫，受熱面必然有超溫現(xiàn)象，汽機(jī)未停機(jī)，鍋爐也未停爐，鍋爐方面未做任何記錄，看不出采取了什么應(yīng)急處理措施；②有一臺300MW機(jī)組，主蒸汽溫度超過600℃才遲后打閘停機(jī)；③有一個 3X660MW機(jī)組的電廠從計算機(jī)存儲器中連續(xù)查閱了8個月的超溫事件，1號爐共發(fā)生超溫事件157起，主蒸汽有一點(diǎn)達(dá)到564℃，再熱汽有一點(diǎn)達(dá)到561℃（設(shè)計均為540℃）；2號爐共發(fā)生超溫事件332起，過熱器管爐外壁溫有一點(diǎn)達(dá)到618℃、再熱器管爐外壁溫有一點(diǎn)達(dá)到635℃；3號爐共發(fā)生超溫事件96起，主蒸汽有一點(diǎn)達(dá)到563℃，再熱器管爐外壁溫有一點(diǎn)達(dá)到696℃。超溫時間3~20min不等。上述超溫均未停爐停機(jī)，也未看到運(yùn)行記錄本上有任何記錄。

超溫的原因是多種多樣的，對每臺爐的超溫問題要作具體分析。生產(chǎn)技術(shù)管理部門對超溫事件要作統(tǒng)計分析，擬訂整治措施，及時通知運(yùn)行人員，改進(jìn)運(yùn)行操作控制，由于操作不當(dāng)，經(jīng)常超溫又不作記錄的運(yùn)行人員也要采取必要的考核措施。是設(shè)備系統(tǒng)方面的問題，要安排進(jìn)行改進(jìn)改造。應(yīng)鼓勵按設(shè)計參數(shù)“壓紅線”運(yùn)行，把超溫運(yùn)行及低溫運(yùn)行參數(shù)加起來平均作考核依據(jù)顯然是不科學(xué)的。為了“安全”長時間低溫運(yùn)行，出現(xiàn)超溫卻視而不見，不采取調(diào)控措施，這兩種傾向都是錯誤的，應(yīng)予糾正。

二、超溫記錄不規(guī)范

在查評中我們發(fā)現(xiàn)許多廠不設(shè)超溫記錄簿，有的雖有記錄簿，也不放在操作員處，也不作記錄，形同虛設(shè)，或不認(rèn)真作記錄。例如有個電廠技術(shù)部門負(fù)責(zé)人說：我們沒有超溫問題，設(shè)超溫記錄簿干什么？查評人員隨即在巡測儀上檢查，發(fā)現(xiàn)主蒸汽溫度547℃，超過設(shè)計值540℃，再熱器壁溫也有一點(diǎn)超溫；在另一臺爐上發(fā)現(xiàn)過熱器壁溫有一點(diǎn)超溫。還有一個電廠在2001年超溫記錄簿上這樣寫著：2001年1月份無超溫現(xiàn)象，2001年2月份無超溫現(xiàn)象一直寫到2001年12月份無超溫現(xiàn)象，是同一筆跡，沒有記錄人簽名。還有一個廠在一個記錄本上只記了一條超溫事件：X年X月X日過熱器有超溫現(xiàn)象，超溫的時間（時分）、位置，超溫的幅度、原因，分析及調(diào)控措施均沒有記載。我們注意到在電廠設(shè)計中均考慮了溫度的監(jiān)測設(shè)施，如自動記錄儀、溫度巡測儀、計算機(jī)屏幕顯示及存儲等。我們建議要充分利用這些設(shè)備，電廠要為每臺鍋爐配備超溫記錄簿，要求運(yùn)行值班人員及時認(rèn)真填寫。

有一個全套設(shè)備由國外引進(jìn)的現(xiàn)代大型火力發(fā)電廠，對超溫的管理認(rèn)真有效，值得借鑒。他們在每臺爐上都設(shè)有《主蒸汽再熱汽超溫記錄簿》、《鍋爐受熱面超溫記條簿》，內(nèi)有超溫時間、設(shè)備名稱、部件編號、超溫幅度、超溫原因、所采取的措施以及記錄人等欄目。記錄及時、真實(shí)。我們發(fā)現(xiàn)有一個值有5次超溫現(xiàn)象，都—一作了記錄。生產(chǎn)技術(shù)管理部門認(rèn)真統(tǒng)計分析，擬訂整改措施。如1號爐過熱器壁溫超溫頻繁，而且難以控制，他們進(jìn)行專題研究，作了壁溫測量，確定了技改措施：加裝節(jié)流圈以改善由于蒸汽流量偏差引起的壁溫超限，施工后徹底解決了這臺爐過熱器的長期存在的超溫問題。

三、超溫判據(jù)不要

（1）有一電廠在運(yùn)行規(guī)程上規(guī)定把金屬最高允許溫度作為超溫的判據(jù)，而溫度測點(diǎn)是裝在蛇形管爐外管段上。例如爐內(nèi)過熱器12Cr1MoV鋼管壁溫≤590℃（現(xiàn)在規(guī)定580℃），再熱器鋼102鋼管壁溫≤620℃（現(xiàn)在規(guī)定600℃），一些受熱面20g鋼管壁溫≤490℃（現(xiàn)在規(guī)定450℃），即判定為沒有超溫，這顯然是不對的，因為爐外壁溫測值接近于介質(zhì)溫度，此值遠(yuǎn)低于爐內(nèi)管子實(shí)際壁溫。

為了正確判斷爐內(nèi)管子是否超溫，可以通過計算得到爐內(nèi)管子最高壁溫，但難以保證其準(zhǔn)確性；也可以在爐內(nèi)裝設(shè)壁溫測點(diǎn)，但測點(diǎn)很容易燒壞；比較簡易的辦法是通過測溫試驗，找出爐內(nèi)與爐外同一條管子對應(yīng)的壁溫關(guān)系。在爐外裝設(shè)壁溫測點(diǎn)，此溫度值接近于出口介質(zhì)溫度，進(jìn)而推算出爐內(nèi)最高壁溫。建議參照下列方式推算：屏式過熱器再熱器爐內(nèi)管子最高壁溫等于爐外壁溫加 IQ0～120℃；靠近爐膛的對流過熱器再熱器爐內(nèi)最高壁溫等于爐外壁溫加50℃；水平煙道后部及尾部煙道內(nèi)的過熱器再熱器最高壁溫等于爐外壁溫加

30℃。關(guān)鍵是把測點(diǎn)裝在壁溫最高的管子上，壁溫與管子蒸汽流速、溫度及所在位置的煙氣溫度有關(guān)。建議與鍋爐廠取得聯(lián)系，并根據(jù)已投產(chǎn)的同類型鍋爐管子壁溫分布規(guī)律加以確定。機(jī)組投產(chǎn)以后，在大小修期間，在爐內(nèi)通過外觀檢查、蠕變測量、取樣分析、用儀器測量管子外壁及內(nèi)壁氧化層厚度，掌握受熱面的技術(shù)狀態(tài)，查出溫度水平高的管子，必要時在爐外補(bǔ)充追加部分劈溫測點(diǎn)，以此作起溫的判據(jù)比較有效和準(zhǔn)確。

（2）有數(shù)臺國外引進(jìn)鍋爐，在其說明書上規(guī)定：水冷壁、對流過熱器、屏式過熱器、再熱器、省煤器管壁溫度不應(yīng)超過強(qiáng)度計算時所用的數(shù)值，并通過熱力計算驗證。例如二級屏出口汽溫516℃，計算壁溫585℃，允許壁溫560℃；高過出口汽溫545℃，計算壁溫577℃，允許壁溫560℃。國外公司的這一規(guī)定指出了壁溫監(jiān)測的方法，我們認(rèn)為上述數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確，建議核實(shí)，首先所測管壁溫度的正確性及代表性要核實(shí)，實(shí)際情況是各段并列裝有測點(diǎn)的蛇形管其壁溫的平均值低于該段出口汽溫，另一種可能性是測點(diǎn)未選擇最高壁溫所在的管子，另外雖有屏幕顯承，但不能打印留下記錄，是否能采集到過熱器、再熱器、水冷壁管的全部運(yùn)行時間的壁溫值及可能出現(xiàn)的超溫幅度，不得而知。宜按強(qiáng)度裕度，選擇其中比較薄弱的部位加以記錄，并分析其超溫情況，作為檢修蠕脹檢查或割管的依據(jù)。

（3）現(xiàn)代大型鍋爐，尤其引進(jìn)的大型鍋爐，過熱器再熱器管圈一般是變材質(zhì)變管徑的。爐外至聯(lián)箱的管段一般都采用材質(zhì)檔次較低的鋼管。如引進(jìn)的600MW等級鍋爐，過熱器再熱管爐內(nèi)高溫區(qū)采用TP304或TP347鋼管，爐外則采用T22鋼管，制造廠出廠說明書規(guī)定過熱器管壁溫度≤594℃，再熱器管壁溫度≤607℃，而溫度測點(diǎn)是裝在爐外T22鋼管上的，顯然是處在超溫運(yùn)行的范圍內(nèi)。據(jù)查一些600MW等級的鍋爐爐外T22鋼管有氧化皮，說明有超溫跡象。這件事情告訴我們：對過熱器再熱器蛇形管，要查清材質(zhì)、管徑，進(jìn)行全流程監(jiān)督，包括爐外聯(lián)箱下的管段，任何區(qū)段的管子都不應(yīng)超溫。

四、運(yùn)行規(guī)程起溫規(guī)定不明確

（1）許多電廠鍋爐運(yùn)行規(guī)程上沒有規(guī)定超溫停爐的條款，或雖有規(guī)定，但不確切。例如有的電廠規(guī)定鍋爐超溫是否停爐要著汽機(jī)是否打閘停機(jī)，也就是說只要汽機(jī)不打鬧就不停爐，要知道，機(jī)爐參數(shù)不一定完全匹配，耐溫能力不一定完全相同，或汽機(jī)雖超溫但并未及時發(fā)覺，或因人為因素不愿停機(jī)，鍋爐超溫再嚴(yán)重也不停爐，顯然是不妥的。超溫是鍋爐引起的，超溫是否需要停爐，規(guī)程應(yīng)作明確規(guī)定，讓運(yùn)行值班人員有章可循，臨時請示領(lǐng)導(dǎo)表態(tài)可能延誤時間，甚至?xí)钩瑴厥聭B(tài)擴(kuò)大。建議把主汽溫度、再熱汽溫度、受熱面金屬壁溫（折算到爐外測點(diǎn)溫度）設(shè)計值、允許變動范圍，超過一定數(shù)值、一定時間調(diào)整無效應(yīng)申請停爐。一些進(jìn)口鍋爐說明書、《200MW級鍋爐運(yùn)行導(dǎo)則》（DL／T610－1996）、《300MW級鍋爐運(yùn)行導(dǎo)則》（DL／T611－1996）中都有這樣的規(guī)定。我們建議還應(yīng)補(bǔ)充一條：當(dāng)溫度繼續(xù)升高，達(dá)到一定數(shù)值調(diào)整無效應(yīng)停爐，以免申請延誤，擴(kuò)大事故。

（2）還有一些電廠規(guī)定當(dāng)汽溫達(dá)到XXX℃時停機(jī)，但沒有說停爐。我們知道許多進(jìn)口或國產(chǎn)機(jī)組具有停機(jī)不停爐的功能。這樣會使運(yùn)行人員有超溫只停機(jī)不停爐或鍋爐超溫關(guān)系不大，只要不爆管就不停爐的錯覺。原電力部通報過停機(jī)后鍋爐仍在運(yùn)行造成受熱面因超溫大面積爆漏的案例。我們建議規(guī)程應(yīng)改為汽溫到達(dá)XXX℃時應(yīng)停爐或停爐停機(jī)。

五、設(shè)計不要引起超溫

在查評中我們發(fā)現(xiàn)，有些鍋爐在設(shè)計上存在缺陷。例如：

（1）爐膛容積偏小，爐膛出口煙溫比設(shè)計值高約100~120℃，致使過熱器再熱器吸熱量增加，引起超溫。

（2）爐膛出口兩側(cè)煙速煙溫偏差較大，有的差值高達(dá)150~180℃，進(jìn)行燃燒調(diào)整收效不大，致使煙溫高，煙速大的那一側(cè)過熱器、再熱器存在超溫的危險。

（3）過熱器再熱器蒸汽流程設(shè)計不合理，兩側(cè)交插點(diǎn)過少，更為嚴(yán)重的是低蒸汽流速管排又處在高溫?zé)煔鈪^(qū)，加劇了超溫的危險。

（4）過熱器、再熱器管子選材上偏緊。例如：①耐溫性能較強(qiáng)的TP347、TP304、T91鋼管用量太少，有些國產(chǎn)300MW鍋爐，這種材料又沒有用到管子溫度最高的位置，電廠被迫進(jìn)行完善改造；②鋼102，前些年建造的鍋爐用到620℃，因其耐熱能力不足，抗氧化能力更差，現(xiàn)在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已降到600℃；③12Cr1MoV過去用到590℃現(xiàn)在已降為580℃；④20g過去用到490℃，現(xiàn)在降為450℃等。上述設(shè)計問題給電廠帶來了很大的負(fù)擔(dān)，機(jī)組投產(chǎn)7~8年甚至3~4年就暴露出了問題，大面積管子過熱爆漏，被迫大批量換管。

我們建議制造廠要優(yōu)化設(shè)計，并向用戶提出書面保證，電廠對鍋爐設(shè)計細(xì)節(jié)要注意審查，多廠招標(biāo)，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。

六、不均勻積灰結(jié)渣引起超溫

有些鍋爐，爐膛、屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器不均勻積灰結(jié)渣，致使煙溫?zé)熕賴?yán)重偏斜，處于積灰少結(jié)渣輕的管子，出現(xiàn)超溫，有一臺300MW國產(chǎn)鍋爐正是這樣，加上這臺爐爐膛及對流受熱面吹灰器質(zhì)量不過關(guān)，沒有投入運(yùn)行，在鍋爐的一側(cè)高溫過熱器多條管過熱爆漏，被迫更換了約一半的管子。因此，建議電廠重視吹灰器的維修和正常吹掃工作。

七、汽包減水引起超溫

有個別電廠汽泵跳閘，電泵跟蹤遲緩，輕者引起給水壓力波動，嚴(yán)重者造成汽包水位波動，甚至造成鍋爐嚴(yán)重缺水。已發(fā)生多起超溫停爐事故，至今仍未解決，嚴(yán)重威脅機(jī)爐安全運(yùn)行。我們認(rèn)為：該廠鍋爐給水泵是100％汽泵加50％電泵，當(dāng)汽泵跳閘，出現(xiàn)RB工況，此時電泵應(yīng)啟動，機(jī)爐相應(yīng)減負(fù)荷，這些環(huán)節(jié)配合不好，則造成水壓波動，鍋爐減水。應(yīng)由機(jī)、爐、熱工專業(yè)聯(lián)合攻關(guān)解決。當(dāng)然如果采用2X50％汽泵加1X50電泵匹配方式，問題可能就不會出現(xiàn)，至少比較容易解決。

八、調(diào)溫手段不足引起超溫

（1）有幾臺鍋爐噴水減溫器調(diào)門已全開或者某一組減溫器調(diào)門已全開，降溫幅度受到限制。建議首先從設(shè)備系統(tǒng)上查找原因，降低受熱面吸熱量，進(jìn)而也解決了超溫的危險，其次可以考慮把噴水調(diào)節(jié)閥改大，管路也要相應(yīng)改進(jìn)。

（2）有不少電廠配備有擺動燃燒器，并作為調(diào)節(jié)再熱汽溫的主要手段，據(jù)了解，有些燃燒器已不能擺動，個別廠已將燃燒器擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)拆除，失掉了一個調(diào)溫手段。但也有不少廠擺動燃燒器用得很好，堅持每班做擺動試驗，建議電廠作調(diào)研，完善擺動裝置并投入使用。

（3）有些鍋爐裝有煙氣擋板調(diào)溫裝置。據(jù)了解有的出現(xiàn)卡澀開關(guān)木動情況。建議在大小修時進(jìn)行檢查維修，機(jī)組運(yùn)行時，定期做開關(guān)試驗，確保裝置完好，能全開全關(guān)，靈活好用。

九、超溫管理有待提高

據(jù)了解目前許多電廠主蒸汽再熱汽、受熱面管壁超溫，雖然也配備了一定的記錄打印裝置，但主要還是靠人工監(jiān)視、人工記錄、人工統(tǒng)計、人工分析。因為溫度的檢測控制工作量大、范圍廣，致使工作很難到位，人為因素太多，再加上許多廠溫度控制與個人獎罰掛鉤，從客觀上分析，溫度超限也不完全與操作人員本人的工作有關(guān)，還受到設(shè)備、系統(tǒng)、負(fù)荷大小、燃煤質(zhì)量條件的制約。為了把溫度控制防止超限工作做好，我們認(rèn)為應(yīng)建立汽溫壁溫計算機(jī)軟件管理系統(tǒng)。鑒于目前對過熱器、再熱器受熱面管是否能按規(guī)程所列壁溫上限加以控制，以及標(biāo)準(zhǔn)是否合理；所見壁溫是否最高；主蒸汽、再熱汽溫雖有記錄但沒有通過計算機(jī)加以分析整理，不便于主蒸汽再熱汽管道的壽命管理。為今后長時間內(nèi)設(shè)備的壽命管理、狀態(tài)檢修及設(shè)備在線診斷工作的開展，建議對這一問題宜及早安排解決。