华能玉环电厂4×1000MW机组锅炉系统运行实践张志挺华能玉环电厂目录1玉环电厂锅炉设备概况2 玉环电厂锅炉设备运行现状3 玉环电厂锅炉系统投产三年来的运行实践 3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢3.2 空预器排烟温度偏高3.3磨煤机出口粉管缩孔积粉自燃目录3.4灰系统设计出力不足3.5 渣系统运行可靠性较差3.6吹灰汽源改造3.7 再热器事故喷水位置改造3.8 一次风机倒转3.9 其它问题1 玉环电厂锅炉设备概况华能玉环电厂4×1000MW超超临界燃煤机组工程为国家重点工程。
锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司引进日本三菱重工业株式会社技术制造的HG-2953/27.46-YM1型超超临界变压运行直流锅炉与上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的N1000-26.25/600/600（TC4F）型超超临界凝汽式汽轮机配套，组成单元制机组。
4台机组分别于2006年11月28日、2006年12月30日、2007年11月11日和2007年11月24日投产发电。
1 玉环电厂锅炉设备概况✤锅炉主要技术参数280294298℃省煤器进口水温度603603603℃再热器出口蒸汽温度365366377℃再热器进口蒸汽温度 4.565.625.94MPa 再热器出口蒸汽压力 4.745.816.14MPa 再热器进口蒸汽压力187323162446t/h 再热蒸汽流量605605605℃过热蒸汽温度22.2027.3327.46MPa 过热蒸汽压力221428072953t/h 过热蒸汽流量75％BMCR BRL BMCR 单位项目360mg/Nm 3NOx 排放量888%空气预热器漏风率（一年后）666%空气预热器漏风率（一年内）353535%BMCR 锅炉不投油最低稳定负荷93.65%BRL 工况锅炉保证效率(LHV)114122125℃锅炉排烟温度（修正后）118127129.4℃锅炉排烟温度（未修正）305319324℃预热器出口二次风温度293305309℃预热器出口一次风温度232323℃预热器进口二次风温度292929℃预热器进口一次风温度75％BMCR BRL BMCR 单位项目✤锅炉主要技术参数2 玉环电厂锅炉设备运行现状✤主要经济性指标现状294.54299.82299.57g/kWh综合供电煤耗293.03297.88298.51g/kWh 生产供电煤耗 5.075.785.60%综合厂用电率 4.585.175.26%发电厂用电率279.62282.48282.80g/kWh 发电煤耗1640376.361944205.201177205.40104×kWh 发电量2009年1～10月份2008年2007年单位项目✤锅炉热效率玉环电厂1～4号锅炉设计热效率保证值(BRL 工况)为93.65%。
2007年3月、2007年4月、2008年4月、2008年5月西安热工研究院分别对1～4号机组进行了锅炉性能考核试验。
测试结果为：1号锅炉效率为93.88%，2号锅炉效率为93.76%，3号锅炉效率为93.88%，4号锅炉效率为93.80%，均高于保证值，考核试验结果见下表。
✤玉环电厂1、2号锅炉考核试验结果平均锅炉效率93.7693.8%η考核试验93.7493.7893.8593.91％ηc修正后锅炉效率93.9494.0394.0594.2%h实测锅炉效率133.7132.7134137.1℃t G''平均排烟温度0.210.961.2%C s炉渣可燃物0.370.481.521.33%C f飞灰可燃物10101010%r s炉渣比率90909090%r f飞灰比率23420235402329023180kJ/kgHf低位发热量工况2工况1工况2工况12号锅炉考核试验1号锅炉考核试验单位符号项目✤玉环电厂3、4号锅炉考核试验结果平均锅炉效率93.8993.88%η考核试验93.8893.993.6593.8893.87％ηc修正后锅炉效率93.6293.6593.793.9493.97%h实测锅炉效率147.5147.9126.4124.4124.1℃t G''平均排烟温度1.391.025.052.462.94%C s炉渣可燃物0.550.594.583.212.59%C f飞灰可燃物1010101010%r s炉渣比率9090909090%r f飞灰比率2227022230240502392023700kJ/kgHf低位发热量工况2工况1工况3工况2工况14号锅炉考核试验3号锅炉考核试验单位符号项目✤#1~4炉排烟温度汇总110115120125130135140145#1机组#2机组#3机组#4机组排烟温度设计值排烟温度表计值修正后排烟温度✤#1~4炉考核试验燃煤特性与飞灰含碳量1.390.552227015.61.020.592223015.54号锅炉5.054.58240509.45 2.463.212392011.093号锅炉00.37234204.390.370.48235404.492号锅炉0.961.52232905.43 1.21.33231806.371号锅炉炉渣可燃物(%)飞灰可燃物(%)收到基低位发热量Q net,ar (kJ/kg)收到基灰份Aar (%)锅炉编号✤#1~4炉空气预热器漏风率7.486.635.825.564.98%平均漏风率7.537.446.177.095.765.885.14 5.99 4.94 5.01 %空气预热器漏风率 4.253.753.753.744.464.244.014.353.894.16%空气预热器出口氧量 3.592.842.482.283.353.083.093.182.993.15%空气预热器进口氧量2765.82732.62735.42797.22795.6t/h 锅炉蒸发量344327338338337t/h 给煤量998.91000.61002.51002.91001.4M W 负荷B 侧A 侧B 侧A 侧B 侧A 侧B 侧A 侧B 侧A 侧工况一工况一工况一工况二工况一4号锅炉3号锅炉2号锅炉1号锅炉单位参数3 玉环电厂投产三年来的运行实践3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢✤在基建和投产初期的原因分析：由于设备制造和现场施工的原因，锅炉水系统内不可避免会留有部分异物，由于水冷壁集箱的出口管接头上加装了节流孔圈，运行中进入水壁集箱的异物会被拦在水冷壁集箱内无法排出。
节流孔圈在工厂加工和现场施工过程中也常会出现孔径与设计不符的现象。
✤试运期间锅炉爆管分析玉环电厂一号机组在调试阶段，水冷壁及过热器先后4次发生爆管，由于锅炉运行只有几十小时，在排除管材质量、超参数运行等因素外，初步认定爆管原因为受热面管内节流孔圈存在制造厂机械加工残留物（铁刨花、眼镜片、草帽边）、铁水滴凝固块、电磨头等异物堵塞，造成受热面短时超温爆管。
第一次爆管：时间：2006年10月22日位置：三过第二次爆管：时间：2006年10月31日位置：二过第二次爆管：时间：2006年10月31日位置：水冷壁第三次爆管：时间：2006年11月12日位置：四过第四次爆管：时间：2006年11月19日位置：水冷壁联箱清洁度随着机组参数的提高，为了平衡受热面汽水特性、控制工质流速，锅炉联箱或者受热面管子内部加装了节流孔板（圈），这就对制造厂联箱清洁度提出了较高的要求。
但由于部分生产厂对此认识不足，没有注重加工工艺，进而造成联箱制作过程产生的“眼镜片”、“草帽边”、铁水凝固物、钻屑、车刀等杂物因清理不彻底，流入安装现场，为锅炉运行留下了隐患。
联箱钻孔残留铁屑末再出口集箱(钻孔遗留钻片)三过入口集箱(草帽边)3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢✤解决方法：采取了停炉后带压放水，尽可能冲刷带走异物。
锅炉冷却后割开水冷壁下集箱手孔，用高压除盐水冲洗，机械清理异物等方法。
在水冷壁上加装温度测点，提早发现水冷壁温度偏高的现象，避免爆管的发生。
水冷壁节流孔结构型式示意图过热器、再热器管节流孔圈示意图水冷壁三叉管钻孔未通透水冷壁管内机械加工铁屑水冷壁超温管节流圈前取出异物3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢水冷壁爆管、胀粗锅炉壁温实时监测系统锅炉壁温实时监测系统3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢一号机组首次并网到168小时结束，共用时46天。
通过吸取教训采取措施，对联箱内部及节流孔圈进行全面检查，取得了明显效果，二、三、四号机组调试阶段未发生爆管，首次并网到168小时结束，分别用时15天、20天、10天，大大缩短了机组的调试周期，提高了机组的安全可靠性。
3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢✤机组投产两年后的新问题：随着锅炉运行小时的增加，水冷壁温度高的问题逐渐严重。
停炉检查发现，所有温度高的水冷壁对应的节流孔圈上逆水流方向都有呈毛刺状的物质积存，严重时将节流孔圈堵塞到仅余原直径的1/5甚至更小，分析堵塞物有铁磁性，主要成分为Fe3O4。
✤分析原因：这种水冷壁节流孔圈“结垢”的现象主要是因为节流孔圈前后压力变化大，在此处出现局部浓缩现象，会造成铁氧化物的集中沉积。
水冷壁节流孔水冷壁节流孔氧化物聚结—出水侧3.1水冷壁节流孔异物堵塞或结垢水冷壁节流孔割管磁性氧化铁沉积形成的原因分析简单地说，超临界水的特性决定了不同阶段铁的溶解和析出问题，采用AVT（O）水工况处理的超临界机组由于在给水系统中形成的氧化铁膜表层没有形成致密的α-Fe2O3,FeOOH，其形成的磁性氧化铁在给水系统中随着温度、压力的变化而引起的迁移、沉积不可避免。
玉环电厂4台机组全部使用AVT（O）处理方式，给水pH9.3-9.6。
根据2008年热力系统查定的结果，＃2机组各系统中铁的含量如图4：Fe含量平均值在热力系统分布图磁性氧化铁沉积形成的原因分析从上图可以明确的看出，凝结水精处理至省煤器入口是Fe含量上升的过程，再到主蒸汽则是Fe含量下降的过程，也就是说存在Fe在省煤器及水冷壁上沉积的的必然性。
1）凝结水在至除氧器入口以前，水的温度和压力都比较低，磁性氧化铁的实际溶解度较低，因而水中铁离子含量较低，沿流程随着温度的升高，溶解度略有增加。
除氧器由于由高加的疏水回收，铁离子含量也有所增加；2）给水泵出口压力急剧升高，温度较低（180℃），水中的磁性氧化铁溶解度升高，随着流程的压力不变而温度逐步增加，进入超临界压力区域，水的密度逐渐下降，磁性氧化铁的溶解度在达到一个峰值之后逐步下降，至省煤器入口已经有铁的析出现象。
磁性氧化铁沉积形成的原因分析3）随着温度的进一步升高，给水中磁性氧化铁的溶解度进一步下降，在省煤器中的析出沉积更加明显，由于AVT（O）处理形成的磁性氧化铁膜表面不可能形成致密的α-Fe2O3，FeOOH，因此不断被冲刷带到下游。