河南某電廠#2鍋爐在連續運行1 18天后，于2009年2月9日計劃停運，后檢查發現爐膛內左右兩側兩屏高溫冉熱器管屏已經嚴重變形，并將管屏外爐外再熱器管子及金屬膨脹節撕裂，針對此變形情況進行分析探討及采取防范措施。
一、葉縣藍光電廠#2鍋爐簡介
    葉縣藍光電廠#2鍋爐是由武漢凱迪公司自主設計、杭州鍋爐廠制造的。鍋爐型號為：KD440/13.7
1，#2鍋爐于2007年3月進入商業化運行。
    鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱旋風分離器、自平衡“U”形回料閥和尾部對流煙道組成。燃燒室蒸發受熱面采用膜式水冷壁，水循環采用單汽包、自然循環、單段蒸發系統。布風裝置采用水冷布風板，大直徑鐘罩式風帽。燃燒室內布置雙面水冷壁來增加蒸發受熱面。燃燒室內布置8片屏式二級過熱器和6片屏式熱段再熱器，以提高整個過熱器系統和再熱器系統的輻射傳熱特性，使鍋爐過熱汽溫和再熱汽溫具有良好的調節特性，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
    鍋爐采用前墻給煤，共6條給煤線；為滿足排渣量大的需要，每臺鍋爐各設計有四個排渣口，左右各兩個。
    鍋爐豐要設計參數：
    過熱蒸汽最大連續蒸發量(BMCR)：440t/h
    出口汽壓：13. 7MPa
    出口溫度：540c
    再熱蒸汽流量：387. 8t/h
    進口壓力：4. 45 MPa
    出口壓力：4. 27MPa
    進口溫度：383.1℃
    出口溫度：540℃
    給水溫度：256.1℃
    排煙溫度：135℃
    鍋爐效率：  （以低位發熱量計）：900/
二、高溫再熱屏變形情況的特點
    #2鍋爐于2009年2月9日計劃停運，后檢查發現爐膛內左右兩側高溫再熱器管屏已經嚴重變形扭曲，變形部分管屏幾乎已經接近過熱器管屏，并將管屏外爐外金屬膨脹節撕裂，爐膛頂部有大量的積灰。爐膛頂部兩側變形屏的彈簧恒力吊架限位已到極限。
三、原因分析
    （一）高溫再熱器材質的特點
    高溫冉熱器的管屏采用全膜式結構，材質是TP304H耐熱不銹鋼，該材質的特點是耐高溫，最高允許抗氧化壁溫高達706℃，但隨著溫度的升高，其屈服強度和許用應力下降卻很快，而且線性膨脹系數較大。
    （二）再熱屏的膨脹設計和安裝結構
    再熱屏的設計為在其下部穿過前墻水冷壁和再熱屏的入口聯箱連接，再熱屏下部和水冷壁通過焊接方箱連接，在正常運行和肩動過程中，再熱屏相對水冷壁以焊接方箱為死點向上膨脹，水冷壁以上聯箱吊架往下膨脹。爐膛頂部的再熱屏金屬膨脹節有8個波行，下部與爐膛頂部的焊接鋼板焊死，上部與再熱管屏焊死，再熱屏和水冷壁相對膨脹量由再熱屏上部金屬膨脹節和彈簧恒力吊架吸收。
    （三）再熱屏膨脹不足是再熱屏變形的主要原因
    從再熱屏頂部的金屬膨脹撕裂情況及恒力吊架來看，其變形的豐要原因為膨脹量設計不足。因再熱屏下部和水冷壁通過焊接方箱連接，該處為死點，正常運行和啟動過程中，再熱屏向上膨脹，而頂部的金屬膨脹節膨脹量不足，致使其膨脹節撕裂，到其頂部的彈簧恒力吊架時，其吊架限位到極限，再熱屏此時上下膨脹均為死點，最終導致了整個再熱屏中問部分彎曲變形。
    （四）在啟停爐過程中再熱屏存在高溫煙氣干燒情況
    冉熱屏的變形，與其惡劣的工況關系很大，尤其在肩停機過程中，其管內蒸汽量少甚至無蒸汽流通，造成管子干燒，也是其變形的一個原因。在正常運行中再熱器管屏不可能存在干燒情況，而在此次開機前檢查爐內再熱屏時，沒有明顯變形，說明在此次肩停鍋爐時，再熱屏長時問處于惡劣的環境。
    （五）再熱屏進出口溫差及同屏各管內溫差產生的膨脹引起變形
    因再熱屏的進口處溫度與出口處溫度有差別，而且在同一個管屏中，很多管子內的蒸汽量也不同，也會造成溫差，產生膨脹，如果溫差大，其產牛的膨脹量也就大，膨脹量不足勢必會造成管屏變形。
    （六）再熱器出口壓力設計變更對再熱器屏管組阻力的影響
    杭州鍋爐廠當時與我公司簽訂技術協議時，其高溫再熱器出口壓力設計為3.07lMPa，對應的蒸汽比容為0.06573m3/kg，而汽輪機廠（南京汽輪機廠）在臨近設計結束時把高溫再熱器出口壓力改為4.27MPa，對應的蒸汽比容為0. 04546m3/kg，蒸汽比容的大幅下降，造成高溫冉熱器的蒸汽阻力大幅下降，從而造成屏問流量偏差大幅增加，低負荷時尤為嚴重，從而造成左右兩片屏變形彎曲嚴重。
四、爐內再熱管屏變形的影響及所采取的防范措施
    （一）管屏變形對鍋爐的影響
    再熱管屏垂直安裝在爐膛內，由于下部位置敷設有澆注料，其磨損較輕微，但管屏變形彎曲后，其突出部分也成為迎風面，而且該部分沒有敷設澆注料，管屏磨損會加劇。管屏的彎曲變形，會在管屏問形成煙氣走廊，使煙氣加速，磨損嚴重，隨時會有爆管的危險。
    （二）采取的預防措施
    1．更換所有管屏出口處的金屬膨脹節，并增加膨脹節的波段，原金屬膨脹節上下有8個波段，現改為10個波段的膨脹節，即增加了管屏的膨脹量。
    2．對變形的再熱管屏頂部的恒力吊架壓緊彈簧本次不再調整，因該兩片屏的膨脹已到極限，無須調整，如果再調整的話，過度的向上膨脹，運行中可能會使再熱管屏下部與前水冷壁交接部分撕裂。
    3．此次豐要彎曲變形的兩組管屏在本次小修中無法更換，但是不影響其運行，為防止其彎曲部分因形成煙氣走廊而加劇磨損，在其表面上進行噴涂防磨處理。
    4.運行中加強對再熱汽溫及高溫再熱器管屏壁溫的監視，避免兩側汽溫溫差過大，并防止壁溫超溫。
    5．在肩動鍋爐初期，盡量避免再熱屏干燒，要及時的開肩機側旁路系統，如果因機側不能及時開啟低壓旁路，可以先經過高壓旁路后，經熱段再熱排汽門排出蒸汽，以充分冷卻再熱管屏。
五、高溫再熱器屏改造建議
    由于左右兩屏高溫再熱器管子已發牛塑性變形，大修時系整屏更換，設計時需考慮在進口集箱上管子進口處增加截流孔圈，以增加受熱面的質量流速；高溫再熱器上部與水冷壁相連處不要焊接，使其保持自由膨脹，出口的金屬波紋膨脹節要處于壓縮狀態，運行時恢復到正常狀態，同時增大恒力彈簧吊架的拉力（具體需核算）。
六、結論
    循環流化床鍋爐爐內的高溫冉熱屏彎曲變形，在啟動、停止過程中都有可能發生，因此，變形的預防是很重要的，設計上的改進也是很必要的。不僅需要運行人員的密切監視與精心操作，更需要檢修人員的檢修水平與工藝。在每次停爐后，需要檢修人員對再熱器各個部分的細致檢查，包括其表面的磨損、形狀、金屬膨脹節、恒力吊架等部分，同時多借鑒同類型機組的檢修運行經驗，這樣才能有效的預防和避免再熱屏的變形。


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