下面對(duì)以上三條原因略作分析。
????? 2.2.1 對(duì)于爐膛出口處的左右側(cè)煙溫偏差
(1)原因分析
對(duì)四角切向燃燒鍋爐來(lái)說(shuō),在爐膛內(nèi)形成的旋轉(zhuǎn)上升煙氣流在到達(dá)爐膛出口進(jìn)入水平煙道時(shí),煙氣流將由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),此時(shí)氣流將以原旋轉(zhuǎn)圓周的切線方向進(jìn)入水平煙道內(nèi),這就使煙氣流偏向于煙道的某一側(cè),形成了水平煙道左右側(cè)的煙溫偏差,從而導(dǎo)致左右側(cè)的屏再和末再的巨大吸熱偏差。對(duì)于逆時(shí)針的切向燃燒鍋爐來(lái)說(shuō)煙氣流往往偏向水平煙道右側(cè),使右側(cè)的煙氣量和煙氣溫度均高于左側(cè),導(dǎo)致右側(cè)傳熱強(qiáng)度高,傳熱溫差大、使右側(cè)受熱面的吸熱量增強(qiáng),造成右側(cè)汽溫和管子金屬壁溫高于左側(cè),并最終導(dǎo)致右側(cè)末再頻繁超溫爆管。
另外,一次蒸汽與二次蒸汽對(duì)溫差熱敏感性不同。一次蒸汽平均每吸收1 kcal/kg熱量,溫度升高為0.78℃,再熱蒸汽平均每吸收1 kcal/kg熱量,溫度升高1.78℃。一、二次蒸汽二者相比,同樣吸熱1 kcal/kg熱量,再熱蒸汽溫度變化要比過(guò)熱蒸汽高2.3倍,因此當(dāng)吸熱量發(fā)生變化時(shí),二次蒸汽溫度的變化幅度遠(yuǎn)比一次汽大得多,二次汽對(duì)熱偏差的敏感性亦比一次汽強(qiáng)得多,加上二次汽的對(duì)流放熱系數(shù)較一次汽低,使再熱器受熱面金屬壁溫更高,更易產(chǎn)生超溫爆管問(wèn)題??刂蒲h(huán)鍋爐由于調(diào)溫需要,不得不將再熱器布置于爐膛出口處,亦就是把對(duì)熱偏差最敏感的再熱器設(shè)置在煙溫偏差最大的爐膛出口處,這是造成鍋爐左右側(cè)再熱汽溫巨大偏差從而導(dǎo)致再熱器超溫爆管的主要原因之一。
(2)措施
鍋爐右側(cè)的偏燒現(xiàn)象由于切向燃燒鍋爐設(shè)計(jì)形式不能改變,偏燒不可避免的地存在,因此只能從管子材質(zhì)方面著手考慮,即采用高規(guī)格管子材質(zhì),提高管子的耐溫性能。經(jīng)調(diào)研,在吳涇、沙角、嘉興、外高橋工程的1025t/h鍋爐上,以及其后的一大批配300MW機(jī)組的1025t/h鍋爐上,均已廣泛地采用了SA213 T-91 材料以取代12Cr2MoWVTiB材料,并且沒(méi)有發(fā)生過(guò)再熱器超溫爆管事故,證明SA213 T-91 材料完全能勝任這一高溫部件的工作。因此可以將我廠末再12Cr2MoWVTiB材質(zhì)更換為TP304H(最外圈)和SA213-T91(其余各圈)材質(zhì)。
????? 2.2.2 對(duì)于12Cr2MoWVTiB材質(zhì)問(wèn)題
(1)原因分析
早在六十年代初,為使我國(guó)電站鍋爐制造事業(yè)向大容量高參數(shù)發(fā)展,根據(jù)我國(guó)礦產(chǎn)資源情況,要求研制出能用于工作溫度為600~620℃的鎳鉻含量較低的耐熱鋼種,當(dāng)時(shí)我國(guó)南方地區(qū)研制了12Cr3MoVSiTiB(П-11)鋼種,但由于管子成材率低,管子強(qiáng)度數(shù)據(jù)亦偏低等原因,未能達(dá)到原先設(shè)計(jì)要求值,因此在七十年代末逐漸停止使用,代之以鋼研-102材料。八十年代在引進(jìn)300MW-600MW機(jī)組鍋爐的過(guò)熱器和再熱器等受壓件中決定采用鋼研-102材料,在300MW鍋爐設(shè)計(jì)中,末級(jí)過(guò)熱器受熱面管子金屬溫度在570℃左右,全部采用鋼研-102材料,屏式過(guò)熱器中,有部份管子金屬溫度在570℃左右,亦采用了鋼研-102材料,經(jīng)過(guò)多年使用,末發(fā)現(xiàn)有爆管等不正常情況。末級(jí)再熱器中有部份管子金屬溫度在600℃左右,我廠也采用了鋼研-102材料,這些采用鋼研-102材料的再熱器管,在投運(yùn)2~3年以后,在末級(jí)再熱器的高溫部位均先后發(fā)生了多次爆管事故,經(jīng)對(duì)末級(jí)再熱器的鋼研-102管材表面進(jìn)行宏觀檢查,發(fā)現(xiàn)這些管材表面均存在著嚴(yán)重的氧化銹蝕情況,一般均有3~4層的氧化皮,每層厚度約在0.5毫米左右。實(shí)踐證明鋼研-102材料的高溫抗氧化性能較差,未能達(dá)到研制時(shí)的性能要求,因此不宜用于600℃左右的工作溫度。
對(duì)于切向燃燒鍋爐來(lái)說(shuō),在再熱器區(qū)形成的煙氣側(cè)偏差情況,應(yīng)該說(shuō)基本上是相同的,問(wèn)題在于末級(jí)再熱器所采用的材料,國(guó)外均采用了SA213? Tp-304H奧氐體的耐熱不銹鋼,該鋼材的抗氧化溫度可以高達(dá)704℃,所以從末出現(xiàn)過(guò)超溫爆管等事故,這就說(shuō)明既然煙氣側(cè)的偏差是難易徹底消除的,只要選用合適材料,同樣可以保證鍋爐愛(ài)壓部件的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。