—— PROUCTS LIST
鐵合金煙氣余熱發電系統中鍋爐管子變形原因分析及解決措施
1.概況
2.余熱鍋爐出現問題
2.1 項目于2010年10月投產發電，穩定正常，基本滿足設計要求，實現可觀的發電量和經濟效益，完成足夠的節能減排指標，取得環保效益。
2.2 用戶側于2013年初，先后對8臺電爐的生產工藝進行技改，加強保溫，減少漏風，管理強化等，使進入鍋爐的煙氣溫度升高至400---500℃，瞬時可達550℃，電站運行人員密切監視系統狀況，發電量明顯提高。然而大約3個月后，在進行定期維護時發現過熱器下面的*級蒸發器受熱面部分管子中間部位向下彎曲，經過入爐測量大下彎量100--150mm左右，但是當時未查出根源所在，經技術人員進行鍋爐的熱力校核計算和水動力分析后認為，暫時不存在安全風險（主要指因水循環不暢導致爆管等問題），繼續維持現狀運行，密切觀察，待尋找原因。
2.3在繼續運行3個月后的下一季度停爐維護時，發現該蒸發器管子嚴重下沉，大處達到300—400,幾乎屬于塌陷，見圖1,同時第二級蒸發器也有少量變形；
2.4 鍋爐目前采用燃氣激波吹灰，除灰效果好，管子無積灰或積灰搭橋現象。
3. 問題分析及解決措施
3.1 查閱該鍋爐的設計結構圖，各級受熱面的主要結構參數見表3,鍋爐的5級蒸發器是相同的。蒸發器的主要結構特征，見圖2,變形后的蒸發器狀態。我們判斷，1級蒸發器已屬于"塌陷",該蒸發器已經無法循環工作。
3.2 公司組織鍋爐技術人員再次勘察測繪分析，分別對鍋爐的水質情況，管子取樣檢查內、外部的結垢、腐蝕、管壁厚等情況，均為正常。
3.3 處于煙氣溫度高區域的過熱器管子并未變形，管子材質與蒸發器相同；而且實際上過熱器的管壁溫度要高于蒸發器的管壁溫度；鍋爐運行2年多一直正常，自從煙溫升高后大約半年時間就出現塌陷變形，煙溫升高的程度只造成蒸發受熱面變形，而未使壁溫更高的過熱器變形，說明，與管子內部的工作特征有關：蒸發器內部為水介質，自重大于蒸發器內部的蒸汽，另外，結合水動力計算發現，該鍋爐的5級蒸發器采用了集中下降管和集中上升管的設計，而且各級蒸發器的受熱面積*相同，各級之間的傳熱功率差異很大，造成各級之間水循環倍率差異很大，在由蒸發器出口接管匯入總管時，汽化率大的1、2級蒸發器的循環動力較小，而汽化率小的3、4、5級蒸發器循環動力較大。造成出口阻塞現象，使各級蒸發器內產生振動現象。
3.4 經鍋爐技術人員分析討論后得出以下結論：1）由于業主單方面對電爐技改后，使進入鍋爐的煙氣溫度升高達100---200℃，嚴重偏離設計參數，鍋爐傳熱和水動力過程嚴重偏離設計值，使水循環不穩定（過熱器未變形是由于管內工質流動穩定，不存在熱冷交替產生的疲勞問題），管內有汽塞現象產生，導致管子局部短時間過熱，加之激波吹灰力的作用下，使管子瞬間下沉彎曲，而一旦開始彎曲就會產生循環阻力，使水循環不暢加劇，汽塞嚴重，導致管子不斷的受到熱冷交替作用下，強度降低；2）支吊管子兩端的管夾間距偏大，使管子自身剛度不足。3）水平結構的蛇形管式煙氣余熱鍋爐本身自然循環動力不足，加之各級并聯共用下降管和上升管，造成各級之間流動影響，是受熱強的2級反而循環動力小，循環倍率太小，管子冷卻不足。
4）此種水平蛇形管結構的煙氣余熱鍋爐，對煙氣溫度比較敏感；如果煙溫波動較大，需要按照實際煙氣參數進行水動力計算考核分析，可能需要調整循環管路的結構；5）自然循環鍋爐，不宜采用共用上升管形式設計，避免各級循環不平衡而相互影響；
3.5 處理措施：自從用戶改造電爐以后使煙氣溫度升高本來是好事，但是卻造成鍋爐蒸發器管子變形；如果只是簡單的更換管子，該問題沒有從根源上改善，則換管子后管子還會變形。因此結合鍋爐的設計算過程，我們發現在實際工況下，鍋爐的受熱面管子偏多了，因此在檢查檢驗鍋爐管子材質并未明顯變性的情況下：
1）將過熱器、第1、2級蒸發器的面積減小；
2）對已經產生彎曲而循環不暢的管子進行增加支吊裝置加固避免進一步變形，見圖3;
3）增加高溫循環水泵，使1、2級蒸發器內部工質循環穩定；
4）將1、2級蒸發器串聯，減少循環泵數量。這是投資少，施工簡便，效果明顯的措施。
3.6 經過短期的施工處理，該鍋爐很快投入正常運行，運行人員反映，鍋爐沒有了過去的不明原因的低頻振動現象，鍋爐產蒸汽平穩，運行良好。
4.結束語
4.1鐵合金煙氣余熱利用發電中的余熱鍋爐是銜接鐵合金生產系統和汽輪機發電系統的中間環節，煙氣余熱鍋爐的性能、質量至關重要。
4.2 在節能減排工程實踐中，應改變"粗放式"做法，從"精細化"著手，應就包括主生產工藝在內的整個系統進行優化分析配置，提出佳化的解決方案，注重每一個環節的技術和質量工作，使系統、節能、環保。
3.3充分總結余熱鍋爐技術實踐經驗，并積極研發新技術和新工藝，提高余熱轉化效率，設備性能穩定、降低系統成本，提高穩定性，是當今工業鍋爐技術人員的探索方向。
