尾部烟道防磨与烟气挡板调节特性试验研究

马玉冰

【摘要】我厂两台炉尾部烟道为双烟道，再热汽温调整主要采用烟气挡板调节方法。但是烟道挡板的频繁使用或使用不当会对尾部烟道受热面产生过度磨损，对防止防止四管泄漏不利。通过试验确定不同负荷下烟气挡板调节极限值，保证任何工况下烟气挡板调节合理，尾部烟道烟气流速低于设计防磨流速，从而防止尾部烟道产生过度磨损。降低“四管”隐患，为锅炉安全经济运行提供理论依据，保证机组长周期运行。

【关键词】烟道 受热面 防磨 挡板调节

1. 设备简介：

国能榆次热电有限责任公司#1、#2锅炉为东锅生产的型号为DG1164/17.5-Ⅱ12亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，采用单炉膛Π型布置，尾部双烟道结构，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置。水平低温过热器，低温再热器和省煤器布置在后烟道。再热汽温调整主要采用烟气挡板调节方法，通过操纵尾部过热器和再热器平行烟道内烟气调节挡板，利用烟气流量和再热蒸汽出口温度的比例关系来调节挡板开度，从而控制流经再热器侧和过热器侧的烟气量，达到调节再热汽温的目的。

2. 课题选择：

近年来我国锅炉设备事故造成的非计划停运次数占机组全部非计划停运次数的48.9%，而其中由于锅炉四管泄漏事故造成的非计划停运又占锅炉总的非停事故次数的60.5%。

通过整理了我公司2016~2019年度机组非停数据

从上图可以看出公司四管泄露造成的机组非停占总非停次数的比重很大。四管泄漏事故多，不仅对机组的稳定运行构成严重威胁，影响发电指标的完成，还严重影响公司的经济效益。

由于我公司锅炉再热汽温调整主要采用烟气挡板调节方法，但是烟道挡板的频繁使用或使用不当会对尾部烟道受热面产生过度磨损，威胁锅炉安全。本次活动目标为通过试验确定不同负荷下烟气挡板调节极限值，保证任何工况下烟气挡板调节合理，尾部烟道烟气流速低于设计防磨流速，从而为锅炉安全经济运行提供理论依据，有效降低“四管”隐患，防止尾部烟道产生过度磨损，保证机组长周期运行。

四、发现问题：

采用挡板调节再热汽温、是通过操纵尾部过热器和再热器平行烟道内烟气调节挡板，从而控制流经再热器侧和过热器侧的烟气量，达到调节再热汽温的目的。但同时由于挡板的开关造成烟道截面积的变化从而对烟气流速产生影响，相同负荷下，关小挡板开度，会造成烟气流速升高。实验表明，烟道单位截面上飞灰的动能与受热面的磨损量均与烟气流速的三次方成正比。即烟气流速提高1倍，受热面的磨损速度就要增加为原来的8倍。在兼顾汽温调整的条件下，有效降低受热面磨损显得尤为重要。

五、制定对策：

尾部烟气挡板的调整不光需要考虑再热气温也要兼顾受热面的磨损。根据相关规定为防止锅炉尾部烟道受热面的磨损,一般烟气的流速选用范围不大于9m/S。

不同负荷运行工况下，相同烟气挡板开度对应的烟气流速不同，为保证任何工况下烟气挡板调节合理，使得尾部烟道烟气流速低于设计防磨流速，就需要通过试验确定不同负荷下烟气挡板调节极限值。

六、按对策实施：

在锅炉尾部烟道选取测点位置，通过使用S型皮托管取压，相连的末端差压传感器测量烟气动压，根据气体流速与气体动压的平方根成正比计算烟气流速。

小组人员在对测量装置进行熟悉，基本掌握使用方法后，首先开始测量2号炉烟气流速，试验过程中始终保持与值班员沟通联系工作，确保负荷稳定，炉内运行工况稳定，以求得到准确试验数据。

七、效果检查，目标达到：

根据锅炉热力计算表要求，低温再热器侧烟气流速≤9m/s时，可有效降低受热面磨损程度，满足防磨要求。经试验研究发现，根据图表数据，得出以下结论：

在180MW负荷工况下，低过侧烟气挡板开度≥30%即可满足防磨风速；在240MW负荷工况下，低过侧烟气挡板开度≥50%即可满足防磨风速；

在300MW负荷工况下，低过侧烟气挡板开度≥60%即可满足防磨风速。

在结合了试验结论，并且针对1号炉和2号炉试验数据及气温调整实际对试验结论进行总结优化后，分别制定两台炉烟气挡板调整措施下发执行。《锅炉燃烧优化运行调整措施》下发以后，各锅炉值班员对调整措施进行严格执行，对试验效果进行持续巩固，有效降低了“四管”隐患，防止尾部烟道产生过度磨损，2020年8月至今两台机组未发生一次因尾部烟道受热面泄漏而非停事故，保证了机组长周期运行取得良好效果。

参考文献

1. 《2×330MW机组集控规程辅机部分》，国电榆次热电有限公司，2013

2. 《2×330MW机组集控规程主机部分》，国电榆次热电有限公司，2013

3. 刘述军，肖杰《改善电站锅炉低温再热器烟气磨损的技术》，电力工程技术，2011

4. 刘艳峰《锅炉“四管”背烟气侧磨损爆管的原因及预防》，热力发电，2004