電廠鍋爐暖風器泄漏原因分析及解決方案

趙 偉，王惠民，張樂蒙

（國家能源集團華北電力有限公司廊坊熱電廠，河北廊坊 065000）

1 研究背景

某熱電廠鍋爐為B&WB-1150/25.4-M型超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐。其型式為單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖、平衡通風、固態排渣、半露天布置、全鋼構架的π型鍋爐。煙氣擋板裝置負責調節再熱汽溫，噴水減溫裝置負責調節過熱汽溫。鍋爐使用正壓直吹式制粉系統，每臺鍋爐配有5臺MP225型中速磨煤機，燃燒器選用DRB-XCL型低NOx雙調風旋流燃燒器，前墻布置3層，后墻布置2層[1]。

該廠暖風器分為一次風暖風器和二次風暖風器，安裝在空預器入口豎直冷風道上，高度在鍋爐12.6m層平臺下方，為室外布置，具體技術數據見表1。

表1 風暖風器技術數據

經測試，TZ-NFQ系列暖風器比鋼制波紋管圓暖風器傳熱系數高30%，風阻下降60%，管可自由伸縮[2]，結構簡單，組裝方便，便于安裝和維修。暖風器在結構和工藝上解決了泄漏、堵灰和水擊三大問題。

TZ-NFQ系列暖風器的管束完全可以進行自由伸縮，完全將管束之間因溫差引起的熱脹冷縮變形吸收。因此，從根本上解決了因管束變形發生的管裂而引起的泄漏問題。

TZ-NFQ系列暖風器采用單體布置、整體裝配，在檢修時將暖風器旋轉90°，即可簡單方便施工，清理堵灰。同時風在經過管束時產生加速，將附在管束上的灰帶走，達到自清灰作用。

TZ-NFQ系列暖風器疏水管在結構上采用特殊結構，解決了暖風器本體水擊和結冰；另外設有暖風器自動控制裝置（用戶選擇），根據鍋爐負荷調節進汽溫度，解決了暖風器系統調節水擊，提高了發電效率。

2 暖風器現狀

一次風暖風器為3片并聯、旋轉式。每臺一次風暖風器換熱面積為360m2。一次風暖風器換熱管采用3排的布置方式。

二次風暖風器為5片并聯、旋轉式。每臺二次風暖風器換熱面積為860m2。二次風暖風器換熱管采用3排的布置方式。

為達到節能降耗的目的，本工程采用旋轉暖風器（圖1），即在暖風器投運時，將暖風器換熱片旋轉成與風向垂直角度，達到充分換熱的目的；在暖風器入口風溫達到20℃以上時，將暖風器傳熱元件旋轉90°，與風道平行，以減少阻力，使暖風器壓損降低為≤50Pa，從而達到降低風機電耗的目的。

圖1 旋轉暖風器工作原理

該廠暖風器汽源為輔汽聯箱，輔汽聯箱汽源為4段抽汽或者再熱冷段抽汽。目前，在投運初期及末期，暖風器存在明顯撞管現象，風道內暖風器管道因長期振動導致出現裂紋。使得兩臺機組暖風器存在多處泄漏。

3 暖風器泄漏原因分析

3.1 設備原因分析

以二次風暖風器為例（圖2），二次風暖風器由一根進汽母管經兩個分門進入A、B兩側暖風器，在A/B暖風器前各有一根5.83m的進汽聯箱（或稱母管，管徑不變），來汽通過5根進汽支管（無支管進汽手動門）分別進入5片暖風器。暖風器入口聯箱為5.83m，長度跨度較大，暖風器投運初期及末期，進汽量過小導致各組暖風器進汽不均勻。當個別暖風器組汽量過小時，在入口聯箱擴容放熱后凝結成水，造成汽液兩相流動，形成水沖擊，引起管道振動。

圖2 二次風暖風器工作原理

3.2 運行原因分析

近年暖風器運行參數匯總見表2。由表2可知，近兩年，因為暖風器用汽是由再熱冷段蒸汽提供的，所以入口壓力升高0.15MPa，入口溫度下降約60℃。因隨壓力升高飽和溫度下降，蒸汽在暖風器內更容易形成欠飽和狀態，蒸汽流通過程中，更容易形成汽液兩相流動，造成水沖擊。

表2 暖風器運行參數匯總（11月15日—12月15日）

4 解決方案

4.1 設備改造

（1）設備部對暖風器內部入口聯箱振動損傷情況進行評估，酌情修復或更換。

（2）對暖風器疏水器檢查更換，確保疏水器工作正常。

（3）在一、二次風暖風器出、入口加裝手動分門，做分組投運使用，在單片暖風器發生嚴重泄漏時及時隔離，保證不影響整體投運。

（4）在一次風暖風器入口總門（門前或門后）加裝電動調門，方便運行人員及時、準確調整暖風器入口壓力。

（5）一、二次風暖風器入口手動總門、分門均不嚴，建議及時更換。

4.2 運行優化

（1）暖風器投運初期、末期，采用分組投、退方式運行，消除進汽不均造成的撞管現象。

（2）將暖風器汽源改為輔助蒸汽供汽，降低入口壓力，提高蒸汽溫度。

（3）關小暖風器入口總門，全開暖風器分門，開大疏水調門運行，通過調節入口總調門，控制暖風器入口壓力在0.1～0.4MPa運行；同時調節暖風器疏水溫度大于飽和溫度運行，減少汽液兩相流動，避免水沖擊。

5 結束語

經過綜合分析，對暖風器設備進行改造，并優化投、退過程，盡量消除進汽不均的問題，可以有效減少管道沖擊現象，避免經常性發生泄漏導致暖風器退出現象，使冬季進入空預器的最低風溫有所保證，防止低溫腐蝕的發生。