通過對燃?xì)?- 蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐尾部末級受熱面結(jié)露現(xiàn)象的分析，說明了由于運(yùn)行條件的變化，尾部受熱面預(yù)熱器模塊給水溫度過低，導(dǎo)致煙氣中的水蒸氣在模塊末級翅片管上產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象的可能性，由此提出預(yù)防余熱鍋爐尾部受熱面模塊結(jié)露的出現(xiàn)，避免尾部模塊受熱面翅片管的酸腐蝕。

一、前言

　　華能河南中原燃機(jī)電廠，總裝機(jī)2臺引進(jìn)德國SIEMENS的V94.3A燃?xì)廨啓C(jī)，配套荷蘭NEM公司技術(shù)支持的武漢鍋爐廠(WBC)生產(chǎn)的余熱鍋爐，利用西氣東輸?shù)奶烊粴庾魅剂希瑱C(jī)組自2008年初投產(chǎn)至今已經(jīng)5年多。

　　2013年3月14日，運(yùn)行人員反映：2#余熱鍋爐尾部爐底護(hù)板及余熱鍋爐本體與煙囪連接處的非金屬膨脹節(jié)底部有水漏出。

二、泄漏現(xiàn)象與原因分析

　　1. 泄漏現(xiàn)象

　　經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏部位如圖1所示。

圖1 泄漏部位

　　同時出現(xiàn)了以下現(xiàn)象：

　　1)運(yùn)行期間，煙囪出口煙氣無蒸汽冒出等明顯異常。

　　2)全廠化學(xué)補(bǔ)水量異常，較平常明顯增加約100t/d。

　　3)泄漏部位位于余熱鍋爐Ⅳ模塊下部處，Ⅳ模塊自爐左至右有三個小模塊：Ⅳ-3、Ⅳ-2、Ⅳ-1;自爐前至后由兩個系統(tǒng)組成：LP(低壓蒸發(fā)器)系統(tǒng)管道和PH(預(yù)熱器)系統(tǒng)管道。

　　LP系統(tǒng)管道(低壓系統(tǒng)管道)：分布在Ⅳ模塊的前部，由LP鍋筒下降管(φ323.8mm×14.27mm)的來水進(jìn)入標(biāo)高1 300mm的聯(lián)箱，經(jīng)過分配后進(jìn)入Ⅳ模塊前部再進(jìn)入LP鍋筒，經(jīng)過汽水分離，在LP鍋筒上部由9根φ 168.3mm×7.11mm的連接管送入Ⅲ模塊的LP過熱器出口集箱(φ 457mm×9.53mm)。

　　PH系統(tǒng)管道(相當(dāng)于燃煤鍋爐的省煤器)：PH管道布置在Ⅳ模塊的后部，在標(biāo)高1 300mm處，從前至后布置有PH預(yù)熱器出口集箱(φ 273mm)、PH預(yù)熱器入口集箱(φ 273mm)，從每個集箱上分出3根出口管(φ 168×7mm)，分流進(jìn)入分散管(材質(zhì)為SA106B)，PH出口聯(lián)箱的給水進(jìn)入LP(低壓)鍋筒給水管，給水管從LP鍋筒后部進(jìn)入。

　　從以上泄漏的現(xiàn)象分析，初步判斷為Ⅳ模塊受熱面翅片管泄漏。

　　2. 停爐后的檢查

　　2013年3月24日，機(jī)組停機(jī)進(jìn)行B修，至24日晚20:00，未再發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐底部滴水，非金屬膨脹節(jié)處仍有水滴出。由于溫度較高，打開余熱鍋爐Ⅳ模塊上、下人孔及Ⅳ模塊后部、煙囪處人孔進(jìn)行通風(fēng)觀察，未發(fā)現(xiàn)明顯泄漏部位。

　　3月25日，進(jìn)入Ⅳ模塊后部爐膛進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)Ⅳ模塊后部翅片管局部有兩處銹蝕痕跡，分別位于Ⅳ模塊的Ⅳ-3、Ⅳ-2處、一級預(yù)熱器末級翅片管背風(fēng)側(cè)，局部有明顯的水附著和酸腐蝕后留下的痕跡，并且該兩處局部銹蝕痕跡剛好在鍋爐給水進(jìn)水支管附近，如圖2所示。

　　24日，聯(lián)系運(yùn)行人員將Ⅳ模塊LP和PH系統(tǒng)注滿水，至低壓汽包見水位，經(jīng)一夜觀察，Ⅳ模塊未發(fā)現(xiàn)漏點，可判定Ⅳ模塊受熱面無泄漏。

　　考慮2#機(jī)組停機(jī)B修，余熱鍋爐停爐保養(yǎng)的需要，未對前三級模塊進(jìn)行注水檢查。待B修后期、機(jī)組起動之前再進(jìn)行注水檢查。

圖2 銹蝕痕跡

　　3. 初步原因分析

　　運(yùn)行期間2#余熱鍋爐Ⅳ模塊及后部非金屬膨脹節(jié)有水漏出可能原因有如下兩點：

　　(1)2#余熱鍋爐內(nèi)前三級模塊有漏點 爐內(nèi)有其他漏點且Ⅳ級模塊出口局部受熱面壁溫低于水蒸氣露點。該種情況下，從漏點漏出的水或蒸汽，在泄漏量不大且位于煙溫較高區(qū)域的情況下，煙氣中水蒸氣含量增多，水蒸氣分壓增大，水蒸氣露點升高，隨著煙氣溫度的降低，一旦模塊后部受熱面壁溫低于煙氣中水的露點溫度，煙氣中水蒸氣將在溫度較低的受熱面上凝結(jié)滴落，同時發(fā)生酸腐蝕。

　　(2)2#余熱鍋爐模塊無泄漏點 進(jìn)入Ⅳ級模塊預(yù)熱器的凝結(jié)水水溫較低，在鍋爐尾部模塊翅片管上遇煙氣中的水分產(chǎn)生結(jié)露后，順Ⅳ模塊的Ⅳ-3、Ⅳ-2模塊的一級預(yù)熱器末級聯(lián)箱凝結(jié)水給水進(jìn)水支管流下，滲出爐底，有以下根據(jù)。

　　1)據(jù)了解，近期2#機(jī)組冷凝器真空有所改善，凝結(jié)水溫度43℃，2#機(jī)組余熱鍋爐排煙溫度95℃。Ⅳ級模塊局部翅片管受熱面壁溫低于煙氣中水的露點溫度很多，因此產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

　　2)Ⅳ模塊的Ⅳ-3、Ⅳ-2模塊的一級預(yù)熱器末級聯(lián)箱凝結(jié)水給水進(jìn)水支管有明顯銹蝕痕跡，且給水管穿底部爐護(hù)板處有水痕跡。

　　3)鍋爐尾部Ⅳ模塊出口處排煙氣溫度95℃，煙氣中結(jié)露的水有可能不被蒸發(fā)，且下部給水支管處為密封狀態(tài)，無煙氣對流，進(jìn)而形成水流流下。

　　4)結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生在煙溫較低的背煙氣側(cè)，而在迎煙氣側(cè)(煙溫較高處)，未發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，這點從模塊翅片管上明顯的銹蝕分界線可以看出(見圖3)。

　　5)機(jī)組補(bǔ)水量的增加，是全廠化學(xué)補(bǔ)水的總量增加，顯示的并非單純余熱鍋爐的補(bǔ)水，而有可能是其他系統(tǒng)的補(bǔ)水量增加。

圖3 模塊翅片管上明顯的凝露銹蝕分界

　　6)余熱鍋爐與煙囪連接的非金屬膨脹節(jié)與Ⅳ模塊的出口有1m的距離，從此處流出的水，應(yīng)是煙氣中的水蒸氣遇進(jìn)入模塊的過冷的凝結(jié)水后冷凝的水，進(jìn)入非金屬膨脹節(jié)中的保溫巖棉所致。停爐后未發(fā)現(xiàn)漏水可能有兩個原因：一是漏點不在Ⅳ級模塊區(qū)域，如上分析，當(dāng)漏點發(fā)生在高溫區(qū)域，甚至發(fā)生在蒸汽過熱受熱面上，或者發(fā)生在蒸發(fā)器或省煤器受熱面上且泄漏量較小;二是沒有漏點，同時運(yùn)行期間末級模塊受熱面壁溫低于煙氣中水蒸氣露點溫度很多。

三、后續(xù)的查找安排

　　4月25日，鍋爐前三級模塊進(jìn)行注水檢查，經(jīng)反復(fù)、全面的檢查，未發(fā)現(xiàn)泄漏點。運(yùn)行人員比照2#爐和1#爐同期各方面運(yùn)行參數(shù);核查化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)是否有其他泄漏的地方。至此，確認(rèn)爐底泄漏為末級受熱面翅片管結(jié)露所致。

四、結(jié)語

　　為預(yù)防出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，對機(jī)組運(yùn)行建議如下：

　　1)適當(dāng)提高進(jìn)入鍋爐的凝結(jié)水給水溫度，可通過調(diào)整低壓再循環(huán)水量，提高預(yù)加熱器給口水溫，不低于50℃。此次2#余熱鍋爐反映出的結(jié)露現(xiàn)象中，局部尾部受熱面由于結(jié)露造成低溫腐蝕的現(xiàn)象是存在的;而燃料中存在S的成分，使得結(jié)露造成的對尾部受熱面模塊翅片管的酸腐蝕也是存在的(S燃燒后的生成物在尾部受熱面模塊的翅片管上凝結(jié)，見圖4)。

圖4 結(jié)露對尾部翅片的酸腐蝕

　　2)加強(qiáng)鍋爐給水流量及尾部煙氣溫度的監(jiān)測，在適當(dāng)?shù)臅r候，加裝凝結(jié)水給水流量計用來監(jiān)測給水量，并且加裝尾部受熱面出口(左、右)煙氣溫度測點，用來監(jiān)測尾部排煙溫度，防止由于排煙溫度過低造成S腐蝕。