鍋爐末級(jí)過熱器管材升級(jí)的必要性分析

易彥紅，鄭坤燦

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

鍋爐末級(jí)過熱器管材升級(jí)的必要性分析

易彥紅1.2，鄭坤燦1

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

鍋爐末級(jí)過熱器大多采用SA-213TP347H管材，極易被氧化。清理氧化層的成本很高，不利于企業(yè)的發(fā)展。對鍋爐末級(jí)過熱器管材進(jìn)行更換升級(jí)的必要性進(jìn)行分析，并提出有效的升級(jí)方案。

鍋爐末級(jí)過熱器；管材；氧化皮

1 鍋爐末級(jí)過熱器的結(jié)構(gòu)和用材

某公司2臺(tái)660MW燃煤汽輪發(fā)電空冷機(jī)組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈加垂直管直流爐，末級(jí)過熱器共34屏，每屏有19管圈，共646個(gè)管圈。外圈管材為SA-213TP347H，入口側(cè)2至15排管標(biāo)高63m至76.36m材質(zhì)為SA-213T91，末級(jí)過熱器入口側(cè)5至19排標(biāo)高63m以下和2至4排標(biāo)高69m以下至出口側(cè)管材均為SA-213TP347H。

2 鍋爐末級(jí)過熱器氧化皮檢查清理情況

運(yùn)行一段時(shí)間后，對末級(jí)過熱器646個(gè)管圈進(jìn)行8個(gè)輪次的氧化皮檢測，累計(jì)檢查出366根管的彎頭處氧化皮堆積超標(biāo)，對氧化皮堆積超標(biāo)的管段進(jìn)行100％的割管清理，清理出的氧化皮呈粉末狀和片狀兩種形態(tài)，對片狀氧化皮測厚，其厚度在0.10～0.15mm。因割管清理氧化皮致使機(jī)組推遲10d啟動(dòng)。

累計(jì)連續(xù)運(yùn)行188d，對末級(jí)過熱器管進(jìn)行了11個(gè)輪次的氧化皮檢測，又累計(jì)檢查出330根管的彎頭處氧化皮堆積超標(biāo)，再次檢測清理其厚度在0.13～0.16mm。此次檢修因割管清理氧化皮致使機(jī)組推遲15d啟動(dòng)。

3 鍋爐末級(jí)過熱器管因氧化皮造成的損失

停爐檢修2次，因氧化皮造成的損失如下：

3.1 過熱器控溫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)損失

按年計(jì)劃發(fā)電量及標(biāo)煤價(jià)計(jì)算，鍋爐因參數(shù)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)損失為37.5億kW·h×1.504 2g/kW·h/106×360.17元/t＝203.16（萬元）。

3.2 減少發(fā)電量的經(jīng)濟(jì)損失

2次停爐檢修，第一次推遲啟爐10d，第二次推遲啟爐15d。鍋爐因減少發(fā)電量造成的經(jīng)濟(jì)損失為：

66×105×77％×24×25×0.08＝2 439.36（萬元）

3.3 停爐電網(wǎng)雙細(xì)則電量考核損失

66萬kW·h×144h（最高考核小時(shí)數(shù)）×0.321 3元/ kW·h×0.4（考核系數(shù)）×2次/臺(tái)＝2 442.91萬元

3.4 氧化皮清理的人工費(fèi)及材料費(fèi)

每次按50萬元計(jì)算，兩次共計(jì)100萬元。

3.5 全年經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)

203.16（控溫經(jīng)濟(jì)損失）+2 439.36（少發(fā)電量的經(jīng)濟(jì)損失）+2 442.91（電網(wǎng)雙細(xì)則考核經(jīng)濟(jì)損失）+100（氧化皮清理的人工費(fèi)材料費(fèi)）＝5 185.43（萬元）

4 對鍋爐末級(jí)過熱器管材升級(jí)的必要性

1）現(xiàn)鍋爐用的SA213-TP347H材料是粗晶的奧氏體不銹鋼材料，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為TP347H材料的使用溫度可達(dá)650℃以上，但抗高溫氧化溫度只有595℃，所以在超臨界機(jī)組中大量使用SA213-TP347H后，SA213-TP347H管內(nèi)產(chǎn)生的氧化皮會(huì)大量脫落，極易造成堵管爆管事故。

2）SA213-TP347H管內(nèi)生成氧化皮集中剝落會(huì)堵塞管路，引起超溫爆管，氧化皮陸續(xù)剝落會(huì)被帶入汽輪機(jī)，對主蒸汽管道上的閥門、汽輪機(jī)葉片造成損傷，進(jìn)而汽耗增加，影響機(jī)組的整體經(jīng)濟(jì)效益。

3）公司末級(jí)過熱器管內(nèi)的氧化皮，當(dāng)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行半年以后就會(huì)大量的生成和脫落。每次割管清理時(shí)間都在15d左右，不僅需要投入大量的人力物力，而且嚴(yán)重制約機(jī)組的正常啟動(dòng)，造成機(jī)組的利用小時(shí)大大下降，發(fā)電量受到嚴(yán)重影響。

4）目前過熱器氧化皮的生成和脫落已趨于日益嚴(yán)重和逐次增加的態(tài)勢，這不僅無形中增加機(jī)組的檢修成本，同時(shí)也嚴(yán)重威脅機(jī)組的可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

5 改造的方案及投資回報(bào)

管材選用初步定為進(jìn)口TP347HFG。末級(jí)過熱器原SA-213TP347H管材全部更換?；蚰┘?jí)過熱器原SA-213TP347H管材全部更換，但為方便施工分割部分SA-213T91管。

單臺(tái)爐的末級(jí)過熱器管材升級(jí)為TP347HFG內(nèi)壁噴丸的整體費(fèi)用大約為4 200萬左右。鍋爐因氧化皮造成的經(jīng)濟(jì)損失為5 185.43萬元，改造后1a可收回投資成本。

[1]楊景建，張昕，王斌，等.600MW機(jī)組鍋爐末級(jí)過熱器爆管原因分析[J].熱加工工藝，2016，（6）：252-253；255.

[2]裴全進(jìn)；潘龍興.超臨界鍋爐末級(jí)過熱器氧化皮爆管分析及治理[J].電力安全技術(shù)，2015，17（4）：6-11.

[3]雷方俁，鮑聽.超超臨界鍋爐末級(jí)過熱器升級(jí)改造中的材料質(zhì)量問題[J].發(fā)電設(shè)備，2015，29（6）：447-450.

Analysis of the Necessity of Upgrading the Final Stage Superheater of Boiler Tube

Yi Yan-hong，Zheng Kun-can

The final superheater boiler mostly adopts SA-213TP347H pipe，can be easily oxidized.The cost of cleaning up the oxide layer is very high and it is not conducive to the development of the enterprise.The analysis is necessary to replace the imminent upgrading of final stage superheater of boiler tubes，and puts forward effective upgrade scheme.

final superheater boiler；tube；oxide

TK223.32

B

1003-6490（2016）08-0057-01

2016-08-11

易彥紅（1985—），女，寧夏銀川人，助教，主要研究方向?yàn)殄仩t受熱面金屬材料應(yīng)用。

鄭坤燦（1971—），男，內(nèi)蒙古包頭人，教授，主要研究方向?yàn)榱鲃?dòng)傳熱機(jī)理及應(yīng)用。