生產設備評價 主蒸汽再熱蒸汽及過熱再熱器管壁超溫
一、起溫嚴重，調控不力
不少電廠主蒸汽再熱汽及過熱器再熱器管壁經常發(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鍋爐機組主蒸汽A側552℃，B側582℃（設計均為540℃），屬嚴重超溫，受熱面必然有超溫現(xiàn)象，汽機未停機，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急處理措施；②有一臺300MW機組，主蒸汽溫度超過600℃才遲后打閘停機；③有一個 3X660MW機組的電廠從計算機存儲器中連續(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，主蒸汽有一點達到564℃，再熱汽有一點達到561℃（設計均為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達到618℃、再熱器管爐外壁溫有一點達到635℃；3號爐共發(fā)生超溫事件96起，主蒸汽有一點達到563℃，再熱器管爐外壁溫有一點達到696℃。超溫時間3~20min不等。上述超溫均未停爐停機，也未看到運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。生產技術管理部門對超溫事件要作統(tǒng)計分析，擬訂整治措施，及時通知運行人員，改進運行操作控制，由于操作不當，經常超溫又不作記錄的運行人員也要采取必要的考核措施。是設備系統(tǒng)方面的問題，要安排進行改進改造。應鼓勵按設計參數(shù)“壓紅線”運行，把超溫運行及低溫運行參數(shù)加起來平均作考核依據(jù)顯然是不科學的。為了“安全”長時間低溫運行，出現(xiàn)超溫卻視而不見，不采取調控措施，這兩種傾向都是錯誤的，應予糾正。
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，或不認真作記錄。例如有個電廠技術部門負責人說：我們沒有超溫問題，設超溫記錄簿干什么？查評人員隨即在巡測儀上檢查，發(fā)現(xiàn)主蒸汽溫度547℃，超過設計值540℃，再熱器壁溫也有一點超溫；在另一臺爐上發(fā)現(xiàn)過熱器壁溫有一點超溫。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，分析及調控措施均沒有記載。我們注意到在電廠設計中均考慮了溫度的監(jiān)測設施，如自動記錄儀、溫度巡測儀、計算機屏幕顯示及存儲等。我們建議要充分利用這些設備，電廠要為每臺鍋爐配備超溫記錄簿，要求運行值班人員及時認真填寫。
有一個全套設備由國外引進的現(xiàn)代大型火力發(fā)電廠，對超溫的管理認真有效，值得借鑒。他們在每臺爐上都設有《主蒸汽再熱汽超溫記錄簿》、《鍋爐受熱面超溫記條簿》，內有超溫時間、設備名稱、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。我們發(fā)現(xiàn)有一個值有5次超溫現(xiàn)象，都—一作了記錄。生產技術管理部門認真統(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)，而溫度測點是裝在蛇形管爐外管段上。例如爐內過熱器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溫度，此值遠低于爐內管子實際壁溫。
為了正確判斷爐內管子是否超溫，可以通過計算得到爐內管子最高壁溫，但難以保證其準確性；也可以在爐內裝設壁溫測點，但測點很容易燒壞；比較簡易的辦法是通過測溫試驗，找出爐內與爐外同一條管子對應的壁溫關系。在爐外裝設壁溫測點，此溫度值接近于出口介質溫度，進而推算出爐內最高壁溫。建議參照下列方式推算：屏式過熱器再熱器爐內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最高壁溫等于爐外壁溫加50℃；水平煙道后部及尾部煙道內的過熱器再熱器最高壁溫等于爐外壁溫加
30℃。關鍵是把測點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。建議與鍋爐廠取得聯(lián)系，并根據(jù)已投產的同類型鍋爐管子壁溫分布規(guī)律加以確定。機組投產以后，在大小修期間，在爐內通過外觀檢查、蠕變測量、取樣分析、用儀器測量管子外壁及內壁氧化層厚度，掌握受熱面的技術狀態(tài)，查出溫度水平高的管子，必要時在爐外補充追加部分劈溫測點，以此作起溫的判據(jù)比較有效和準確。
（2）有數(shù)臺國外引進鍋爐，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超過強度計算時所用的數(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，我們認為上述數(shù)據(jù)不一定準確，建議核實，首先所測管壁溫度的正確性及代表性要核實，實際情況是各段并列裝有測點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，尤其引進的大型鍋爐，過熱器再熱器管圈一般是變材質變管徑的。爐外至聯(lián)箱的管段一般都采用材質檔次較低的鋼管。如引進的600MW等級鍋爐，過熱器再熱管爐內高溫區(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℃，而溫度測點是裝在爐外T22鋼管上的，顯然是處在超溫運行的范圍內。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、管徑，進行全流程監(jiān)督，包括爐外聯(lián)箱下的管段，任何區(qū)段的管子都不應超溫。
四、運行規(guī)程起溫規(guī)定不明確
（1）許多電廠鍋爐運行規(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是否打閘停機，也就是說只要汽機不打鬧就不停爐，要知道，機爐參數(shù)不一定完全匹配，耐溫能力不一定完全相同，或汽機雖超溫但并未及時發(fā)覺，或因人為因素不愿停機，鍋爐超溫再嚴重也不停爐，顯然是不妥的。超溫是鍋爐引起的，超溫是否需要停爐，規(guī)程應作明確規(guī)定，讓運行值班人員有章可循，臨時請示領導表態(tài)可能延誤時間，甚至會使超溫事態(tài)擴大。建議把主汽溫度、再熱汽溫度、受熱面金屬壁溫（折算到爐外測點溫度）設計值、允許變動范圍，超過一定數(shù)值、一定時間調整無效應申請停爐。一些進口鍋爐說明書、《200MW級鍋爐運行導則》（DL／T610－1996）、《300MW級鍋爐運行導則》（DL／T611－1996）中都有這樣的規(guī)定。我們建議還應補充一條：當溫度繼續(xù)升高，達到一定數(shù)值調整無效應停爐，以免申請延誤，擴大事故。
（2）還有一些電廠規(guī)定當汽溫達到XXX℃時停機，但沒有說停爐。我們知道許多進口或國產機組具有停機不停爐的功能。這樣會使運行人員有超溫只停機不停爐或鍋爐超溫關系不大，只要不爆管就不停爐的錯覺。原電力部通報過停機后鍋爐仍在運行造成受熱面因超溫大面積爆漏的案例。我們建議規(guī)程應改為汽溫到達XXX℃時應停爐或停爐停機。
五、設計不要引起超溫
在查評中我們發(fā)現(xiàn)，有些鍋爐在設計上存在缺陷。例如：
（1）爐膛容積偏小，爐膛出口煙溫比設計值高約100~120℃，致使過熱器再熱器吸熱量增加，引起超溫。
（2）爐膛出口兩側煙速煙溫偏差較大，有的差值高達150~180℃，進行燃燒調整收效不大，致使煙溫高，煙速大的那一側過熱器、再熱器存在超溫的危險。
（3）過熱器再熱器蒸汽流程設計不合理，兩側交插點過少，更為嚴重的是低蒸汽流速管排又處在高溫煙氣區(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耐溫性能較強的TP347、TP304、T91鋼管用量太少，有些國產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)在國內標準已降到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。上述設計問題給電廠帶來了很大的負擔，機組投產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)化設計，并向用戶提出書面保證，電廠對鍋爐設計細節(jié)要注意審查，多廠招標，優(yōu)質優(yōu)價。
六、不均勻積灰結渣引起超溫
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渣，致使煙溫煙速嚴重偏斜，處于積灰少結渣輕的管子，出現(xiàn)超溫，有一臺300MW國產鍋爐正是這樣，加上這臺爐爐膛及對流受熱面吹灰器質量不過關，沒有投入運行，在鍋爐的一側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，嚴重者造成汽包水位波動，甚至造成鍋爐嚴重缺水。已發(fā)生多起超溫停爐事故，至今仍未解決，嚴重威脅機爐安全運行。我們認為：該廠鍋爐給水泵是100％汽泵加50％電泵，當汽泵跳閘，出現(xiàn)RB工況，此時電泵應啟動，機爐相應減負荷，這些環(huán)節(jié)配合不好，則造成水壓波動，鍋爐減水。應由機、爐、熱工專業(yè)聯(lián)合攻關解決。當然如果采用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、調溫手段不足引起超溫
（1）有幾臺鍋爐噴水減溫器調門已全開或者某一組減溫器調門已全開，降溫幅度受到限制。建議首先從設備系統(tǒng)上查找原因，降低受熱面吸熱量，進而也解決了超溫的危險，其次可以考慮把噴水調節(jié)閥改大，管路也要相應改進。
（2）有不少電廠配備有擺動燃燒器，并作為調節(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)行機構拆除，失掉了一個調溫手段。但也有不少廠擺動燃燒器用得很好，堅持每班做擺動試驗，建議電廠作調研，完善擺動裝置并投入使用。
（3）有些鍋爐裝有煙氣擋板調溫裝置。據(jù)了解有的出現(xiàn)卡澀開關木動情況。建議在大小修時進行檢查維修，機組運行時，定期做開關試驗，確保裝置完好，能全開全關，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，還受到設備、系統(tǒng)、負荷大小、燃煤質量條件的制約。為了把溫度控制防止超限工作做好，我們認為應建立汽溫壁溫計算機軟件管理系統(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，以及標準是否合理；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。為今后長時間內設備的壽命管理、狀態(tài)檢修及設備在線診斷工作的開展，建議對這一問題宜及早安排解決。
