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【摘 要】过热器超温是锅炉运行中普遍存在的问题，严重时会直接导致锅炉爆管，对机组设备造成严重危害。本文从运行调整角度深入分析了珠海电厂1号锅炉过热器频繁超温的原因，并在此基础上提出相应的防范措施来保证机组的安全经济运行。
【关键词】锅炉过热器；超温；防范措施
一、引言
近年来，由于煤源紧张，锅炉都燃用非设计煤种，锅炉结焦严重或者运行工况发生改变时燃烧未及时调整以及电网调峰AGC运行方式下负荷指令的不确定性，给锅炉运行汽温的调整带来了困难，导致锅炉过热器管壁超温问题依然存在。锅炉承压受热面长期在高温和应力下运行，金属材料会出现蠕变、断裂、应力松弛、组织变化和其它损坏和常温下所没有的情况，长时间频繁超温，金属的热强度会降低，金相组织性能变差，严重时发生爆管，导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。我厂1号锅炉过热器管壁超温现象频繁发生，例如在2012年5月，三级过热器第8点超温17次，累计超温时间约159分，6月份，三级过热器第1点超温33次，累计超温时间达107分，如图1、2所示。如果这种现象长期得不到解决，则会导致锅炉爆管事故，对机组设备造成严重危害。因此，本文深入探索我厂正常运行调整过程中过热器超温的原因，并提出防范措施，以保证锅炉的安全运行。
二、锅炉过热器概述
三、过热器频繁超温点分析
锅炉的结构设计与运行调整不当都容易引起锅炉过热器超温[1]，本文仅从运行调整角度对锅炉过热器超温的原因进行具体分析。我厂锅炉过热器超温主要发生在锅炉三级过热器第1、8监测点[2]，对过热器超温，本文认为主要由以下原因导致的：
首先，机组负荷增减及波动引起过热器超温。正常情况下，机组在AGC方式下运行，且负荷升降速率设定在9MW/MIN。但在电网调峰下，AGC负荷指令往往出现大幅度的增或减。当机组增加负荷时，风量以及燃料量的突然增多会使烟气温度上升，负荷升速率过快的同时而锅炉压力调整未能及时跟上，两者相互作用的结果就会使过热器管壁温度上升，甚至超温。另外，电网的调峰经常会使得AGC负荷指令出现频繁的波动，即当AGC执行减负荷指令，而负荷还没有减到规定值AGC又出现增加负荷指令等，如此反复的波动会直接导致锅炉的燃烧控制系统和气温控制系统在强大的外扰下出现超调，引起超温。
其次，磨煤机运行方式改变引起过热器超温。每台锅炉配备有六套制粉系统，六层喷燃器沿炉膛标高采用等间距布置形式，额定负荷需要5台磨煤机运行，最下层磨备用。制粉系统的启停由机组负荷来决定，当机组负荷变动频繁则制粉系统的启停就相对频繁。制粉系统特别是最上层与最下层制粉系统的启停，对炉内燃烧工况、气温的影响较大。当最上层磨投运时会使炉膛火焰中心位置升高，使炉膛出口温度升高，从而导致过热器壁温升高。当最下层磨停运时，也会使炉膛火焰中心位置相对升高，进而导致水冷壁的吸热量减少，蒸发量减少，汽压降低。为了维持主蒸汽压力不变，必然加大上几层给煤机的给煤量，压力恢复过程中极易引起超温。另外，在启动磨煤机时，由于磨辊长时间咬煤不成功， CRT无煤量显示时间较长，“多余”的煤进入炉膛引起锅炉汽压、汽温突升，引起过热器管壁超温。
第三，炉膛结焦严重，未及时吹灰引起过热器超温。我厂沿炉膛高度共布置四层共88只短吹灰器，在规定的负荷和参数情况下定时投入一层短吹灰器进行炉膛吹灰。吹灰器在运行中由于故障率较高和没有按规定及时吹灰，造成炉膛结焦不能及时清除。炉膛结焦会使水冷壁的传热热阻增加，吸热量减少，炉内换热减弱，炉膛出口烟温升高，进入过热器的烟温升高，再加上水冷壁产汽量减少，流过过热器蒸汽量减少，这样使得过热器管壁得不到很好冷却，过热蒸汽温度升高，减温水量增加，如未及时调整，将导致管壁超温。另外，炉膛出口烟温升高同时还加剧了炉膛出口三级过热器局部结焦，造成热偏差，导致管子超温损坏。
第四，锅炉吹灰不当引起过热器超温。正常运行中，通常需要将燃烧器摆角摆高来使再热器出口蒸汽温度达到额定值。但燃烧器摆角摆高后会引起过热器减温水量增大，此情况在低负荷时尤为明显，此时如果对过热器吹灰，吹枪喷进的蒸汽不仅增大了烟气量，还使流经过热器的烟气流速增大，传热系数增大，烟气与管壁的传热增加，气温升高。而此时减温水调温的裕度也不能满足调温的需求，过热器管壁温度急剧上升。运行经验可知对过热器吹灰可使过热器金属温度上升20℃左右，如果吹灰前未采取任何措施吹灰，将导致过热器管壁超温。
第五，氧量调整不当引起过热器超温。负荷不同以及煤质的差异所需氧量是不同的，如果在运行中不能根据燃烧的需要及时调整氧量而导致氧量不足，则炉内会产生还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了炉膛结渣的可能性，炉膛结渣，水冷壁吸热减弱，出口烟温升高，过热器管壁超温。另外，氧量不足还会使锅炉燃烧不稳，从而引起汽压、汽温和煤量的波动，造成过热器金属温度的波动和频繁超温。
第六，锅炉实际燃煤长期偏离设计煤种以及煤粉细度超标引起过热器超温。我厂锅炉设计煤种为神府东胜煤和进口煤，由于国内电煤供应及海运运力紧张，同时考虑燃料发电成本，我厂从2005年开始就掺烧其它煤种，由于掺烧的煤种参数与设计煤种参数差别很大，需要在运行中根据不同煤种来调整磨出口温度、旋风分离器转速和磨辊液压油压力等，如出现调整不当就会出现磨出口温度低或煤粉细度变粗等情况，导致着火、燃烧、燃烬推迟，过热器区域烟温升高，过热器管壁超温。
四、锅炉过热器超温防范措施
1、机组在加减负荷和启停磨的时候，通过对过热器金属温度的观测提前设定过热蒸汽温度偏差、调整燃烧器摆角和负荷升降速率，并控制调节速度，避免由于速度过快引起过热蒸汽压力、温度大幅波动，造成金属温度超温。发现负荷往复波动时，应及时和中调沟通，必要时退出AGC运行。 2、锅炉运行期间，根据负荷、煤种情况和在风机出力满足的情况下尽可能保证锅炉有充足的氧量和煤粉充分燃烧，如脱硫、风烟系统出力受限时，适当限负荷运行。
3、根据上煤记录了解煤种的变化，及时调整磨煤机的出口温度和旋转分离器转速，防止磨煤机出口温度过低和煤粉过粗，造成煤粉燃烬的推迟导致过热器管壁超温、烧损。
4、定期检查锅炉结焦情况，合理安排吹灰。我厂在烟道内布置有30只长伸缩型吹灰器，左右对称布置，在两台空预器烟气出口端各布置1台长伸缩式吹灰器。建议每个班最少启动2～15R/L长吹吹一遍。空预器长吹（16R/L）最少吹两遍。在参数允许的前提下，每天中班启动1R/L长吹吹一次。每天夜班机组负荷在450MW至550MW负荷段时或参数允许时，启动一层短吹吹灰（各天按A、B、C、D层的顺序循环）。启动吹灰时，通过提前设定温度偏差，合理安排吹灰顺序等措施来防止吹灰过程中造成金属温度超温。避免在过热器减温水没有裕量和三级过热器第1、8点金属温度较高时（大于565℃）吹过热器，应先吹1号长吹或是锅炉短吹使过热器减温水量减小和三过第1、8点金属温度降低后再对过热器吹灰。如果发现吹灰器有故障时，应立即联系检修处理。
5、过热器减温水调节时一定要平稳进行。减温水调节阀不可大开大关造成汽温波动，一、二级减温水要配合进行最好都保持有一定的裕量，要视过热器各段汽温变化趋势及时调节，保证过热器出口汽温稳定。
6、对于最高金属温度测点要在SIS上做出专门的趋势图加强监视。并采取合理吹灰、提前设定温度偏差、调整燃烧器摆角、调整磨出口温度、调整风量等手段来控制调整，严防金属温度超温。
五、结论
过热器超温是锅炉运行中普遍存在的问题，严重的超温会导致爆管，锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。通过以上分析，只要我们在设计及实际运行过程中不断地总结经验，及时监视和调整，就能够减少和控制超温对锅炉运行的影响，保证锅炉的安全经济高效运行。
参考文献：
[1]粱维权.火力发电机组引起锅炉超温的原因、处理及防范措施[J].科技风，2011年10月（下）.
[2]吴华盛.珠海电厂2号炉末级过热器管壁超温问题分析[J].广东电力，2002年4月第15卷第2期.
[3]吴华盛，王春昌.珠海电厂2号炉三级过热器烟道烟气温度测试与分析[J].热力发电，2002（5）.
[4] 郑平平.珠海电厂过热器及再热器的汽温调节方式及其金属超温的对策[J].广西电力，2004年第5期.
作者简介：
彭勇（1980-），性别：男，民族：白族，籍贯：贵州大方，学历：大学，现任职务：珠海发电厂集控主值，
【关键词】锅炉过热器；超温；防范措施
一、引言
近年来，由于煤源紧张，锅炉都燃用非设计煤种，锅炉结焦严重或者运行工况发生改变时燃烧未及时调整以及电网调峰AGC运行方式下负荷指令的不确定性，给锅炉运行汽温的调整带来了困难，导致锅炉过热器管壁超温问题依然存在。锅炉承压受热面长期在高温和应力下运行，金属材料会出现蠕变、断裂、应力松弛、组织变化和其它损坏和常温下所没有的情况，长时间频繁超温，金属的热强度会降低，金相组织性能变差，严重时发生爆管，导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。我厂1号锅炉过热器管壁超温现象频繁发生，例如在2012年5月，三级过热器第8点超温17次，累计超温时间约159分，6月份，三级过热器第1点超温33次，累计超温时间达107分，如图1、2所示。如果这种现象长期得不到解决，则会导致锅炉爆管事故，对机组设备造成严重危害。因此，本文深入探索我厂正常运行调整过程中过热器超温的原因，并提出防范措施，以保证锅炉的安全运行。
二、锅炉过热器概述
三、过热器频繁超温点分析
锅炉的结构设计与运行调整不当都容易引起锅炉过热器超温[1]，本文仅从运行调整角度对锅炉过热器超温的原因进行具体分析。我厂锅炉过热器超温主要发生在锅炉三级过热器第1、8监测点[2]，对过热器超温，本文认为主要由以下原因导致的：
首先，机组负荷增减及波动引起过热器超温。正常情况下，机组在AGC方式下运行，且负荷升降速率设定在9MW/MIN。但在电网调峰下，AGC负荷指令往往出现大幅度的增或减。当机组增加负荷时，风量以及燃料量的突然增多会使烟气温度上升，负荷升速率过快的同时而锅炉压力调整未能及时跟上，两者相互作用的结果就会使过热器管壁温度上升，甚至超温。另外，电网的调峰经常会使得AGC负荷指令出现频繁的波动，即当AGC执行减负荷指令，而负荷还没有减到规定值AGC又出现增加负荷指令等，如此反复的波动会直接导致锅炉的燃烧控制系统和气温控制系统在强大的外扰下出现超调，引起超温。
其次，磨煤机运行方式改变引起过热器超温。每台锅炉配备有六套制粉系统，六层喷燃器沿炉膛标高采用等间距布置形式，额定负荷需要5台磨煤机运行，最下层磨备用。制粉系统的启停由机组负荷来决定，当机组负荷变动频繁则制粉系统的启停就相对频繁。制粉系统特别是最上层与最下层制粉系统的启停，对炉内燃烧工况、气温的影响较大。当最上层磨投运时会使炉膛火焰中心位置升高，使炉膛出口温度升高，从而导致过热器壁温升高。当最下层磨停运时，也会使炉膛火焰中心位置相对升高，进而导致水冷壁的吸热量减少，蒸发量减少，汽压降低。为了维持主蒸汽压力不变，必然加大上几层给煤机的给煤量，压力恢复过程中极易引起超温。另外，在启动磨煤机时，由于磨辊长时间咬煤不成功， CRT无煤量显示时间较长，“多余”的煤进入炉膛引起锅炉汽压、汽温突升，引起过热器管壁超温。
第三，炉膛结焦严重，未及时吹灰引起过热器超温。我厂沿炉膛高度共布置四层共88只短吹灰器，在规定的负荷和参数情况下定时投入一层短吹灰器进行炉膛吹灰。吹灰器在运行中由于故障率较高和没有按规定及时吹灰，造成炉膛结焦不能及时清除。炉膛结焦会使水冷壁的传热热阻增加，吸热量减少，炉内换热减弱，炉膛出口烟温升高，进入过热器的烟温升高，再加上水冷壁产汽量减少，流过过热器蒸汽量减少，这样使得过热器管壁得不到很好冷却，过热蒸汽温度升高，减温水量增加，如未及时调整，将导致管壁超温。另外，炉膛出口烟温升高同时还加剧了炉膛出口三级过热器局部结焦，造成热偏差，导致管子超温损坏。
第四，锅炉吹灰不当引起过热器超温。正常运行中，通常需要将燃烧器摆角摆高来使再热器出口蒸汽温度达到额定值。但燃烧器摆角摆高后会引起过热器减温水量增大，此情况在低负荷时尤为明显，此时如果对过热器吹灰，吹枪喷进的蒸汽不仅增大了烟气量，还使流经过热器的烟气流速增大，传热系数增大，烟气与管壁的传热增加，气温升高。而此时减温水调温的裕度也不能满足调温的需求，过热器管壁温度急剧上升。运行经验可知对过热器吹灰可使过热器金属温度上升20℃左右，如果吹灰前未采取任何措施吹灰，将导致过热器管壁超温。
第五，氧量调整不当引起过热器超温。负荷不同以及煤质的差异所需氧量是不同的，如果在运行中不能根据燃烧的需要及时调整氧量而导致氧量不足，则炉内会产生还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了炉膛结渣的可能性，炉膛结渣，水冷壁吸热减弱，出口烟温升高，过热器管壁超温。另外，氧量不足还会使锅炉燃烧不稳，从而引起汽压、汽温和煤量的波动，造成过热器金属温度的波动和频繁超温。
第六，锅炉实际燃煤长期偏离设计煤种以及煤粉细度超标引起过热器超温。我厂锅炉设计煤种为神府东胜煤和进口煤，由于国内电煤供应及海运运力紧张，同时考虑燃料发电成本，我厂从2005年开始就掺烧其它煤种，由于掺烧的煤种参数与设计煤种参数差别很大，需要在运行中根据不同煤种来调整磨出口温度、旋风分离器转速和磨辊液压油压力等，如出现调整不当就会出现磨出口温度低或煤粉细度变粗等情况，导致着火、燃烧、燃烬推迟，过热器区域烟温升高，过热器管壁超温。
四、锅炉过热器超温防范措施
1、机组在加减负荷和启停磨的时候，通过对过热器金属温度的观测提前设定过热蒸汽温度偏差、调整燃烧器摆角和负荷升降速率，并控制调节速度，避免由于速度过快引起过热蒸汽压力、温度大幅波动，造成金属温度超温。发现负荷往复波动时，应及时和中调沟通，必要时退出AGC运行。 2、锅炉运行期间，根据负荷、煤种情况和在风机出力满足的情况下尽可能保证锅炉有充足的氧量和煤粉充分燃烧，如脱硫、风烟系统出力受限时，适当限负荷运行。
3、根据上煤记录了解煤种的变化，及时调整磨煤机的出口温度和旋转分离器转速，防止磨煤机出口温度过低和煤粉过粗，造成煤粉燃烬的推迟导致过热器管壁超温、烧损。
4、定期检查锅炉结焦情况，合理安排吹灰。我厂在烟道内布置有30只长伸缩型吹灰器，左右对称布置，在两台空预器烟气出口端各布置1台长伸缩式吹灰器。建议每个班最少启动2～15R/L长吹吹一遍。空预器长吹（16R/L）最少吹两遍。在参数允许的前提下，每天中班启动1R/L长吹吹一次。每天夜班机组负荷在450MW至550MW负荷段时或参数允许时，启动一层短吹吹灰（各天按A、B、C、D层的顺序循环）。启动吹灰时，通过提前设定温度偏差，合理安排吹灰顺序等措施来防止吹灰过程中造成金属温度超温。避免在过热器减温水没有裕量和三级过热器第1、8点金属温度较高时（大于565℃）吹过热器，应先吹1号长吹或是锅炉短吹使过热器减温水量减小和三过第1、8点金属温度降低后再对过热器吹灰。如果发现吹灰器有故障时，应立即联系检修处理。
5、过热器减温水调节时一定要平稳进行。减温水调节阀不可大开大关造成汽温波动，一、二级减温水要配合进行最好都保持有一定的裕量，要视过热器各段汽温变化趋势及时调节，保证过热器出口汽温稳定。
6、对于最高金属温度测点要在SIS上做出专门的趋势图加强监视。并采取合理吹灰、提前设定温度偏差、调整燃烧器摆角、调整磨出口温度、调整风量等手段来控制调整，严防金属温度超温。
五、结论
过热器超温是锅炉运行中普遍存在的问题，严重的超温会导致爆管，锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。通过以上分析，只要我们在设计及实际运行过程中不断地总结经验，及时监视和调整，就能够减少和控制超温对锅炉运行的影响，保证锅炉的安全经济高效运行。
参考文献：
[1]粱维权.火力发电机组引起锅炉超温的原因、处理及防范措施[J].科技风，2011年10月（下）.
[2]吴华盛.珠海电厂2号炉末级过热器管壁超温问题分析[J].广东电力，2002年4月第15卷第2期.
[3]吴华盛，王春昌.珠海电厂2号炉三级过热器烟道烟气温度测试与分析[J].热力发电，2002（5）.
[4] 郑平平.珠海电厂过热器及再热器的汽温调节方式及其金属超温的对策[J].广西电力，2004年第5期.
作者简介：
彭勇（1980-），性别：男，民族：白族，籍贯：贵州大方，学历：大学，现任职务：珠海发电厂集控主值，