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1、前言
    杭鋼動力公司熱電廠設(shè)有3臺35 t/h鏈條鍋爐．型號為UG- 35/5. 29 - M3, 1995年3月投產(chǎn)。燃燒方式為層燃加燃燒高爐煤氣，過熱器安裝于對流煙道中．主要吸收對流傳熱，采用表面式減溫器。由于過熱器是鍋爐中工作溫度最高的受熱面．加上運(yùn)行方式、檢修工藝存在各種問題，導(dǎo)致過熱器經(jīng)常超溫甚至爆管，并影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。經(jīng)仔細(xì)分析，相應(yīng)采取了一系列保護(hù)措施。
2、超溫原因
2.1  運(yùn)行方式
    由于運(yùn)行方式不當(dāng)引起各過熱器管受熱不均，從而產(chǎn)生熱偏差，一旦熱偏差比較大，可使這些對應(yīng)的偏差管管壁溫度超過其金屬材料的允許使用溫度而過熱損壞。主要原因有以下幾點(diǎn)：
    1)爐膛火焰中心偏斜，造成對流煙道兩側(cè)煙氣溫度不同，因我廠鍋爐均混燒高爐煤氣，在煤氣量不是很大的情況下往往只投入單側(cè)煤氣噴嘴，且長時間不作切換，在燒一側(cè)煤氣時因有焰燃燒常使對側(cè)煙溫偏高，造成這一側(cè)的管子受熱較強(qiáng)。
    2)鍋爐燃燒高爐煤氣使火焰中心上移，造成爐膛出口煙溫上升。導(dǎo)致過熱器超溫。另外，由于高爐煤氣是低熱值燃料，它的理論煙氣量比燃煤時大。據(jù)計算，摻燒30%高爐煤氣會使煙氣量增加16%，這將導(dǎo)致對流式過熱器汽溫有一定幅度的上升。
    3)水冷壁局部結(jié)渣，也會使對流煙道兩側(cè)煙溫不同。由于只對煤的發(fā)熱量、水分等有一定限制而對煤的灰熔點(diǎn)無規(guī)定，進(jìn)煤有時灰分熔點(diǎn)低，灰易熔融粘結(jié)，造成水冷壁結(jié)渣，結(jié)渣側(cè)水冷壁吸熱較少而使煙溫升高，導(dǎo)致這一側(cè)過熱器受熱增強(qiáng)。
    4)化學(xué)監(jiān)督不當(dāng)、蒸汽品質(zhì)差，導(dǎo)致過熱器管壁結(jié)垢，引起過熱器管熱阻增大，使管壁超溫。
    5)開、停爐時過熱器通汽量不足而引起的過熱。開停爐時因不帶負(fù)荷，不送蒸汽故一般須開過熱器出口集箱疏水閥、蒸汽母管疏水閥等，如果升壓速度過快，一旦沒有嚴(yán)格監(jiān)視汽溫，極易導(dǎo)致因通汽量不足而引起超溫。
    6)風(fēng)量配比，對于空氣過剩系數(shù)，一般每臺鍋爐都有一個比較合適的數(shù)值。一般規(guī)定煙氣含氧量為4%~9%時比較合適。煙氣中氧含量高，表明過量空氣系數(shù)大，煙氣量增加，對于對流式過熱器，這會導(dǎo)致汽溫上升。如果煙氣含氧量偏低，過剩空氣系數(shù)偏低，將導(dǎo)致燃燒不完全，造成過熱器處二次燃燒，也會導(dǎo)致過熱汽溫也偏高。
2.2  檢修方式
    由于檢修不到位影響到過熱蒸汽溫度偏高的情況總的來說有以下兩種：
    1)停爐小修時未及時對水冷壁及過熱器管清焦、吹灰，過熱器管得不到很好的冷卻，易使管壁超溫。
    2)過熱器管損壞的處理方式不當(dāng)
    過熱器損壞后，一般情況下能焊補(bǔ)或短接的盡量焊補(bǔ)、短接；能正規(guī)換管的盡量正規(guī)換管。圖1是我廠鍋爐高溫段過熱器曾經(jīng)采用過的兩種換管方法。如果不能及時配制新管段，則在管口上加堵頭，割下的管子應(yīng)取出。因此時原相鄰的管子之間的間距加大了，形成了“煙氣走廊”，此時此處煙氣流速較高，使對流傳熱加強(qiáng)。而且煙氣輻射層厚度加大。使靠近煙氣走廊兩邊的管子受熱增強(qiáng)，產(chǎn)生熱偏差，為防止此種情況，一般采取砌一座耐火磚墻以防止形成煙氣走廊。因此，停爐時應(yīng)嚴(yán)格、認(rèn)真地檢查過熱器管，重點(diǎn)檢查彎頭部位及煙氣流速大的地方，對于積灰嚴(yán)重的過熱器，除須吹灰外，對于個別未積灰的管子則重點(diǎn)檢查。因?yàn)檫@標(biāo)明此處煙氣流速高，很容易使管子長期超溫導(dǎo)致受熱脹粗，變形。
3、改造措施
3.1除因煤種等原因引起的超溫?zé)o法調(diào)整外，在運(yùn)行方式，檢修工藝方面采取了以下改進(jìn)措施：
    (1)燃單側(cè)煤氣時定期輪換投入燃燒器
    (2)加強(qiáng)給水、蒸汽品質(zhì)監(jiān)督
    (3)開停爐時保證過熱器內(nèi)通汽量足夠
    (4)風(fēng)量配比恰當(dāng)
    (5)定期對水冷壁清焦和對流受熱面吹灰
    (6)過熱器檢修方法恰當(dāng)且定期反洗
3.2  方案比較
    由于鍋爐摻燒高爐煤氣，以及運(yùn)行檢修方面存在的問題。表面式減溫器已無法滿足鍋爐汽溫調(diào)節(jié)的要求，雖然表面式減溫式的最大優(yōu)點(diǎn)是汽水不直接接觸，對冷卻水水質(zhì)要求不高，但調(diào)節(jié)汽溫不夠靈敏，調(diào)溫范圍不太大，為此決定在大修中改用直接噴水式減溫器。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)汽溫靈敏度高，調(diào)溫范圍可適當(dāng)變大，但對水質(zhì)要求較高，我廠采用一級除鹽系統(tǒng)化學(xué)水品質(zhì)較高，給水硬度<3ug/L，蒸汽中要求含Na+< 15 ug/kg，實(shí)際運(yùn)行給水硬度幾乎為零。蒸汽中Na+也基本控制在12 p.g/kg左右。給水中Na+-般是30~ 50ug/kg，經(jīng)設(shè)計計算，噴水能力達(dá)到2 t/h即可將汽溫從530℃左右降到額定的485℃。焓降為90 kj/kg，含鹽量卻只增加2ug/kg，可以滿足要求。
3.3  改造措施
    通過比較，于2001年3號鍋爐大修時對減溫器進(jìn)行了徹底改造，為使蒸汽溫度分布均勻，在減溫器前、后各增加了一只混合集箱，布置在兩級過熱器之間。
4、實(shí)施效果
    噴水減溫器在3*鍋爐上運(yùn)行一年來，實(shí)踐證明優(yōu)良可靠，汽溫調(diào)節(jié)靈敏可靠，調(diào)節(jié)范圍廣，即使摻燒高爐煤氣，鍋爐蒸汽溫度也能控制在485℃，有效地保證了過熱器的安全。
5、結(jié)語
對鋼鐵企業(yè)中摻燒高爐煤氣的鍋爐在設(shè)計中應(yīng)充分考慮減溫器的調(diào)節(jié)余量，選擇合適的減溫方式，確保鍋爐的安全運(yùn)行。通過對3#爐減溫器的改造以及運(yùn)行方式的改進(jìn)，基本做到汽溫控制在額定汽溫范圍內(nèi)，且無任何爆管事故發(fā)生。今后準(zhǔn)備在其他鍋爐上推廣使用，以便有效地調(diào)節(jié)汽溫，確保鍋爐安全運(yùn)行。
富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。