DL 470-92 电站锅炉过热器和再热器试验导则

中华人民共和国电力行业标准DL470—92电站锅炉过热器和再热器试验导则中华人民共和国能源部1992-05-16批准1992-11-01实施1总则1.1过热器、再热器是锅炉设备的重要部件，其性能好坏直接影响锅炉运行的安全性和经济性，为保证过热器和再热器安全、经济运行，发现过热器、再热器存在的缺陷，寻求保证其安全运行的条件，从而制订锅炉合理的启停及运行方式，特制订本导则。1.2本导则的适用范围为电站锅炉，对有过热器的工业锅炉亦可参照引用。1.3过热器、再热器试验应具备下列条件。1.3.1锅炉已经过燃烧调整，并持续运行半年或三个月以上。1.3.2高压加热器能正常投入。1.3.3调温装置运行正常并调节灵活。1.4遇有下列情况之一时，需要进行过热器和再热器试验。1.4.1新型机组(含进口机组)投产后的鉴定、验收试验。1.4.2发现过热器、再热器超温爆管，或蒸汽温度达不到设计值，需要查明原因时。1.4.3过热器或再热器系统进行改进的前后。1.4.4锅炉燃料性质或运行方式有较大改变，可能影响过热器、再热器安全运行时。1.4.5其他情况下，认为有必要所进行的试验。2试验内容及方法2.1负荷特性试验2.1.1稳态试验：2.1.1.1在制造厂规定的参数保证值的负荷范围内到额定负荷之间，等间距地选取3～4挡进行试验。由额定负荷逐级降低，尽量保持蒸汽压力和温度为额定值。2.1.1.2根据不同的试验等级，每一工况下稳定0.5～1h后，测量记录1.5～2h。2.1.2动态试验在电负荷变化率为3%～5%额定负荷下进行。2.1.3试验中如发现过热器或再热器超温或蒸汽温度超过限值时(按规程规定的汽温上、下限值)，应立即采取措施进行调整，直至恢复正常。2.2给水温度变化试验2.2.1试验在额定电负荷下进行，除给水温度外，其他运行参数保持在设计值。2.2.2试验分为高压加热器全投(设计给水温度)、停一半高加和高加全停(给水温度最低)三个工况，每一工况下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.2.3试验中如发现过热器或再热器超温，应及时采取措施(如加大喷水量、调整燃烧器摆角等)。当用尽手段仍无法控制超温时，则中止该工况下的试验，恢复正常运行。2.3调温特性试验2.3.1该项试验的目的是，了解调温装置的调温幅度，掌握过热器和再热器在各种不同调温工况下的运行特性。2.3.2调温特性试验在额定电负荷下进行，除蒸汽温度外，其他运行参数均保持在设计值，燃料量基本不变。2.3.3试验中蒸汽温度的高限值以其管壁金属温度不超温，或汽轮机运行规程规定的汽温最高允许值为限；低限值以运行规程规定的最低允许蒸汽温度为准。当发现超温或蒸汽温度达不到最低允许值时，可使用调温手段使汽温恢复到允许值范围。2.3.4对喷水或表面式的调温装置，减温水量可在制造厂的设计范围内分三挡进行试验(每挡间减温水量的差值可视具体情况而定)。每一工况下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.3.5对摆动式燃烧器的调温装置，试验时一般以燃烧器摆角“0°”(水平位置)为准，再分别上摆50%、75%、100%和下摆50%、75%、100%。每一状态为一试验工况，各稳定0.5h后，再测量记录1.5～2h。2.3.6对烟气挡板的调温装置，试验时可将烟气挡板开度分成25%、50%、75%、100%四挡，每挡为一个工况，各稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.3.7对汽-汽热交换器的调温装置，试验时旁通阀开度由零逐级增加至25%、50%、75%和100%，再依次回复到关闭状态，观察其对再热蒸汽温度的影响。每一开度下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.3.8对烟气再循环的调温装置，可先在一台再循环风机运行的情况下，调节风机出口烟气挡板开度为30%、60%、100%时进行一组试验，再开启第二台风机进行同样的试验，以全面了解其调温性能和调温幅度。每一工况下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.4过剩空气系数变化试验2.4.1以省煤器出口处的氧量为准，可在锅炉运行工况许可的范围内，利用调节送风机风量的方法，使氧量在4%、5%、6%(对煤粉炉)的情况下进行试验。对燃油炉可视具体情况适当降低氧量值。2.4.2每一工况下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.5燃烧器投运方式改变试验(链条、抛煤、沸腾炉无此项试验)2.5.1利用投运上层和下层燃烧器的方法，使火焰中心发生改变，了解其对过热器、再热器运行特性的影响。2.5.2对四角布置的燃烧器，可视需要增加单侧投停燃烧器，进行火焰中心偏斜试验。2.5.3每一工况下稳定0.5h后，测量记录1.5～2h。2.6启、停特性试验2.6.1该项试验的目的是，掌握在锅炉启动和停炉过程中，过热器、再热器各段受热面的金属温度和吸热量变化情况，为制定合理的启、停方式提供实测数据。2.6.2启动和停炉过程均按运行规程规定的程序进行操作和调整。启动试验从锅炉点火后起压开始，升温升压，汽轮机冲转，一直到并网带额定负荷的全过程；停炉试验则从锅炉减负荷开始，直至灭火的全过程。2.6.3在整个启动和停炉过程中，定时记录锅炉有关运行参数、锅筒上下壁温差，测量过热器和再热器的炉内外壁温，以全面了解过热器、再热器的启停特性。3测点选择3.1温度测点选择原则3.1.1应根据试验要求和过热器、再热器系统的结构特性，分析其水力偏差和吸热量偏差。测点一般应选择在几何尺寸最长、受热最强的管子上。双炉体锅炉，可按半个炉膛来考虑集中布置测点，在另一半炉膛选取少量对比点即可。3.1.2为了解过热器和再热器运行的安全性，应在受热最强的管子上设置炉内壁温测点，数量不宜太多，一般5点左右，并在炉外的相应管子上设置壁温测点，以了解炉内外壁温差值。3.1.3为测定沿炉膛宽度屏间的热力偏差，应在炉外管屏出口总管上安装壁温测点，一般每隔一个屏安装一点即可(亦可在每一屏的总管上均安装测点)。3.1.4欲测定屏式过热器同屏管间的热偏差，应在出口侧管屏的每一根管子上安装一个壁温测点，并在该屏进、出口总管上安装总的汽温测点和压力测点，以便计算焓值。3.2其他测点的选择3.2.1为考核过热蒸汽和再热蒸汽是否达到设计参数(压力、温度及压降)，应在过热器和再热器进口集箱的进口侧和出口集箱的出口侧安装专门的汽温和压力测点，压力测点亦可在原设计的运行测点处接一个三通，引到试验表计上，这样可减少在受压部件上的打孔数。3.2.2喷水流量测点一般可用原设计的测点。3.2.3视试验规模和过热器、再热器结构特性，需要测量管间或屏间水力偏差时，应在沿烟道宽度方向设置一定数量的流量测点。3.2.4锅炉运行工况(流量、压力、温度等)测点可按经过校验合格的表盘表计选择取用。4测量项目及测量方法4.1温度的测量4.1.1温度(包括蒸汽温度、管壁温度和烟气温度)可采用经过专门标定、并确认合格的热电偶进行测量，锅炉试验用热电偶的特性见表1。表1锅炉试验用热电偶特性4.1.2对温度测点设置的要求4.1.2.1热接点与管壁必须接触良好，并保证在热态和冷态下都不松动。热接点正负极应分别焊牢在管壁上，以免造成测量数据的误差。4.1.2.2热接点的安装不应影响被测管的传热条件。对炉内测点，热接点不宜过大，避免热接点吸热量过多而造成测量值偏高。4.1.2.3热接点的安装不应影响被测管的强度，如需要在管壁上开槽或打孔，应核算其减弱部分的强度。4.1.2.4热接点应经久耐用，特别对炉内测点装置，因长期处于高温烟气之中，要防止烧坏和氧化。热电偶引出炉膛的穿墙部位要有保证其自由膨胀的措施，以免折断；当是正压炉时，穿墙部位还要注意密封，防止烟气通过穿墙管损坏热电偶。4.1.3蒸汽温度的测量4.1.3.1可用测量炉外壁温的方法来推算其管内的蒸汽温度。4.1.3.2一般用经过标定的、热偶丝直径为0.3mm或0.5mm的镍铬-镍硅热电偶，也可用镍铬-考铜热电偶进行测量。4.1.3.3为防止炉膛漏烟对测量精确度的影响，测点应距炉顶保温层或炉墙500mm以上。4.1.3.4将欲测部位用磨光机去除铁锈和保护漆，并用酒精或丙酮洗净，把包有绝缘材料(头部暴露)的热电偶正负极用电容焊接仪焊牢在管壁上，正负极之间的距离应小于5mm(见图1)。图1点焊热接点法1—过热器管；2—热接点；3—包有绝缘层的热电偶丝；4—不锈钢片；5—联箱4.1.3.5为防止热电偶向环境散热，引起测量误差，热接点焊在管壁上后，热电偶应在管壁上有不小于100mm的保温段。在热接点后，还应有不小于300mm的过渡段。如管段太短，可将热电偶在管壁上环绕数圈后再引离管壁。4.1.3.6热电偶在管壁上的过渡段，应用0.5mm厚的不锈钢皮固定(不锈钢皮亦点焊在管壁上)，也可用耐高温玻璃丝带进行绑扎。4.1.4炉外壁温的测量4.1.4.1点焊热接点法(见图1)。测点安装方法同第4.1.3条。4.1.4.2小鞘安装热电偶法(见图2)。首先在欲测部位去除铁锈和保护漆，采用直径为2mm或3mm的铠装热电偶，将头部轧扁，焊接对口，做成热接点，并修正成形。将其紧塞入用2～3mm厚钢板或管段做成的小鞘内，小鞘与管壁相焊。因小鞘尺寸小，只突出管壁5mm左右，所以散热损失较小，实际上是一个近似管壁温度的恒温室。测点上方用不锈钢皮将热电偶紧箍在管壁上(不锈钢皮用点焊机焊牢在管壁上)。图2小鞘安装热电偶法1—过热器管；2—热电偶；3—小鞘图3嵌入管段法1—过热器管；2—嵌入管段；3—φ1.5～2.5mm小孔；4—保护盖板；5—铠装热电偶4.1.5炉内管壁温度的测量4.1.5.1嵌入管段法(见图3)。在要测量管壁温度的部位割下一段管子，用一段与其材质、长度、内径均相同的管子(外径可比原管大5mm左右)，在沿管子轴线方向距外壁1～2mm处开一小孔，直径为1.2～2.5mm，深度小于或等于100mm。将外径为1mm或2mm的铠装热电偶(也可用其他形式的热电偶)插至小孔底部，使其与管壁紧密接触，然后把这段管子焊在割管的位置上。热电偶绕至管子背火侧，沿管子穿过炉顶(或炉墙)引到炉外，其间用半圆形钢板(也可将管子切成两半)保护。盖板材质最好与管材相同，盖板满焊在管壁上。嵌入管段长度一般为150mm左右。图4银焊基堆焊安装热电偶法1—过热器管；2—铠装热电偶；3—保护盖板；4—银焊基堆焊4.1.5.2银焊基堆焊嵌入热电偶法(见图4)。在测量部位去除铁锈和保护漆后，用银焊条堆焊3～5mm高的半圆形环，中间部位开一条宽度为2～3mm、深度至管子外壁的小槽，将直径为1.0～2mm的铠装热电偶埋入槽底，捻合严密，使热接点紧贴管壁。捻合过程中用万用表测量热电偶与管壁之间的电阻值，不能有短路现象。热接点装好后，把热电偶绕至管子背后。引出方法与嵌入管段法相同。4.1.5.3金属喷涂法。将管壁去锈至裸露金属光泽，用拉毛机把管子表面拉毛(拉毛宽度为35～40mm，长度为管子全长或引至炉外)。再把经过标定的直径为0.3mm或0.5mm，包有绝缘材料的镍铬-镍硅热电偶的热接点，用电容焊接仪焊牢在管壁上。然后将热电偶引线平整地铺设在被拉毛的管壁上，并用热偶丝直径为0.5mm的镍铬-镍硅热电偶每隔一定距离把热电偶包扎在管壁上。利用气喷枪(或电喷枪)将金属丝熔成液态，再用压缩空气将其喷到涂件上(热电偶)。喷涂范围以热接点为中心，左右各10°角。涂层不宜太厚，一般为1.5mm，能把热电偶埋入即可。进行喷涂工作时，喷枪距涂件为180～200mm，喷涂过程中要用万用表测量热电偶对管壁间的电阻，不能有短路现象发生。4.1.6烟气温度的测量4.1.6.1简易测量法。简易测量法用于了解沿炉膛(或烟道)的高度及宽度方向上的烟温偏差情况，可用铂铑-铂或镍铬-镍硅热电偶(铠装)直接插入烟气中进行测量。该法简单易行，但误差较大。不同测量方法的辐射误差见图5。4.1.6.2双热电偶法(见图6)。测量时热电偶工作端可伸出水冷套管约100～200mm，置于烟气流的同一点上，其中一个热电偶的热接点直径等于1.5mm或1.0mm，另一个热电偶的热接点直径为0.5mm或0.2mm。为保护热电偶工作端，在两次测量间隔内，可利用可动的管子