锅炉省煤器的泄露原因分析和改造办法

1.设备概况

某电厂2台1205t/h采用日本三菱重工制造的MB-FRR1205-17.36/541/541型强制循环汽包型锅炉，锅炉本体结构呈Π型，燃烧器采用四角双切圆直流煤粉垂直浓淡燃烧器。省煤器布置在一级过热器下方尾部烟道竖井内，为顺列、逆流、非沸腾式、蛇形管省煤器，设计烟气速度7.2m/s。蛇形管省煤器分高温、低温两段，由螺旋鳍片管和少量光管组成，光管主要布置在管屏两端和每屏一根，共110排，每排3管圈，总330根，总重量为236t。省煤器管的规格为：Φ45×4.4(实际壁厚在4.9～5㎜)，材料为SA210-C，鳍片厚度为1.4㎜，高度为19㎜，间距为12.7㎜，螺旋角5.1°。

在高温、低温省煤器蛇形管排沿烟道四周均布置有导流板以防止烟气走廊，在靠近左右两侧墙的一至四管屏沿高度方向第2、3、4根管的迎火面布置有防磨瓦，考虑到Π型布置锅炉的烟气流动特点，在靠近烟道前后墙的第1排管的迎火面上布置有防磨瓦。

2.省煤器的泄漏情况

从2006年3月到2007年5月，2台锅炉省煤器共发生5次泄漏，其中4次发生在高温段，4次发生在螺旋鳍片的根部。主要有以下几个特点：

（1）泄漏点主要分布在距炉墙或吊板约700～900mm处；

（2）泄漏管段主要分布在各管屏的第3～6根；

（3）泄漏点均分布在螺旋鳍片管的鳍片根部；

（4）泄漏点主要分布在鳍片管与光管交界处附近。

2.1 2006年3月11日＃1锅炉40m标高处省煤器高温段，从炉左向炉右计第66屏,从上向下数第6根,距离炉后墙约700mm处，螺旋鳍片管的鳍片根部发生泄漏。

2.2 2006年5月10日＃2锅炉省煤器高温段，从炉左向炉右计第34屏，自上向下第5根，距离炉后墙约700mm处，螺旋鳍片管的鳍片根部发生泄漏。

2.3 2006年11月5日＃1锅炉省煤器高温段，从炉左向炉右计第46屏，自上向下第6根，距炉后墙约700mm处，螺旋鳍片管鳍片根部泄漏。

2.4 2007年3月21日#2锅炉40m标高省煤器高温段，距炉后墙约4m（距吊板约900mm），从炉左向炉右计第106屏，从上向下数第3根管的螺旋鳍片根部发生泄漏。

2.5 2007年05月22日＃1锅炉省煤器低温段，距炉前墙约4.2m（距吊板约700mm），从炉左向炉右数第8排自上向下第3根管螺旋鳍片根部发生泄漏。

3.省煤器泄漏主要原因分析

3.1燃用煤种发热量较设计值偏低

该锅炉原设计煤种收到基灰分为30.88%，而近年来实际燃煤收到基灰分均在41.68%以上，满负荷的燃煤量设计为140t/h，而实际在187t/h以上。燃煤量的变化造成烟气中灰浓度增大、灰粒变硬等，导致省煤器平均磨损量增大[1]。同样为三菱机组的另一电厂，锅炉结构与该厂基本相同，省煤器结构与该厂完全一样，其设计煤种收到基灰分为19.77%，实际运行为10.98%，目前已运行超过10年，一直未发生省煤器磨损泄漏。可见，当燃用煤种的发热量比设计值偏低时，会加快省煤器的磨损速度。

3.2 制造加工不良

该锅炉省煤器主要是螺旋鳍片管，螺旋鳍片管是由整条钢带竖向缠绕、高频焊接而成，钢带宽19mm、厚1.4mm，鳍片间距12.7mm。绕制过程在内圆弧形成约10mm等距的波纹皱褶，该种结构使烟气流冲刷后在波纹皱褶突出处易形成涡流，引起省煤器鳍片根部烟气局部烟速剧增，而磨损与烟气流速的3.3次方成正比，导致局部磨损速度加快，形成小的坑点，尤其在鳍片管与光管交界处更为严重。

3.3 结构布置

省煤器蛇形管排每5～6屏形成一组，每组通过三个吊板悬挂在管排上方的省煤器中间联箱上，高温、低温省煤器上下方均布置有导流板，这些联箱、导流板均对烟气流及灰粒有导向和抛洒作用，烟气进入管排后又要再次对导流板、联箱下部进行回流，这种烟气的多次扰动，加快了省煤器局部磨损的速度。

3.4 检修不规范

省煤器管排泄漏后，检修人员对烟道前后墙等重点部位进行拉开管屏检查、更换等许多工作，在拉屏检修过程中，造成部分管屏错排、偏斜、个管出列等性缺陷，不易完全修复，加剧了管屏的磨损。

4.改造情况及效果

根据上述分析，该锅炉省煤器由于燃用煤质的热量偏低、设备制造工艺较差等原因造成磨损严重。经过调研决定将螺旋鳍片省煤器改造为H型片管省煤器，并分别于2008年3月和2009年3月实施。

H型鳍片省煤器管的规格为Φ45×5，材料为SA210-C，总排数和原来的排数不变即110排，顺列布置，横向间距130.5㎜，纵向间距110㎜，鳍片间距#1和#2炉分别为20和18㎜，鳍片高度25㎜，鳍片厚度3㎜，纵向排数30排。

由于鳍片高度由原来的19㎜增加到25㎜，鳍片厚度由1.4㎜增加到3㎜，总管排数不变，管排为顺列布置，所以#1和#2炉总重量由原来的236t分别提高到393.42t和418.75t，烟气速度由7.2m/s分别分别提高到8.13m/s和8.24m/s。

另外，对于省煤器前后墙附近，采用导流板与密封板相结合的防磨措施，并对导流板开孔，孔的位置距离管屏500mm，孔的大小约占流通面积的1/3，并在管屏弯头迎火面增加防磨瓦。

#1省煤器改造完成后，在机组启动初期满负荷运行时，由于省煤器受热面干净，省煤器进出口烟温降较改造前降低27℃左右，其后随着省煤器受热面结灰的逐渐增多烟温降逐渐减小，运行十天后结灰状况处于平衡状态，烟温降比改造前降低3℃左右。#2省煤器改造完成后，烟温降规律与#1炉相同，在机组启动初期满负荷运行时，省煤器进出口烟温降较改造前降低37℃左右，其后也是逐渐减小，运行十天后，比改造前降低18℃左右。

机组检修期间对H型省煤器检查发现，省煤器管排积灰从上至下，连成一片，但鳍片间没有积灰。

截止目前，#1锅炉省煤器已经改造完成运行4年，没有发生泄漏现象。2011年4月对其进行拉屏检查，没有发现明显磨损现象。