300MW直流炉水冷壁节流阀结垢原因分析和根治对策

⒈存在问题

    我厂两台300MW直流炉水冷壁节流阀长期结垢，节流阀前后压差增大，锅炉汽水阻力上升，给水泵功耗增加，严重时影响了锅炉出力，限制了机组满发，威胁锅炉水冷壁受热面的安全。设计时水冷壁进出口总压差只有△P2.2MPA，而现在#6炉300MW时就有△P3.7MPA，比设计大1.5MPA，粗略算，增加功耗约600KW，一年以8000小时运行计，就有4，800，000KWH。

    目前只能采取机组运行时开大节流阀，机组停运时清理节流阀的积垢，结垢--压差大--开大节流阀（或停运时清垢）--结垢…

2004年12月31日对小修中的#5炉的水冷壁节流阀结垢情况查看，可以清楚看到节流阀的阀芯和阀腔结满了积垢，占据阀腔总通流面D28MM百分之五十以上，结果实在是触目惊心，惨不忍睹！无忧论文网www.wypaper.com

（由左图可以清楚看到节流阀的阀芯和阀腔结满了积垢，右图是新的阀门）

    ⒉原因分析

    300MW锅炉是UP型（亚临界压力超临界压力通用）直流炉，水冷壁采用52管屏一次垂直上升中间多次混合的结构，为了使各并联管屏的工质流量达到预定值，在冷灰斗出口和水冷壁下辐射进口之间设置了52个节流阀进行节流分配以确保各管屏的安全。每个节流阀全开的通径只有区区的D28MM通径，何况只有50--80%的整定开度。1025T/H的流量就靠这52个不全开的节流阀通过，可见节流阀处工质流速之高！

    正是这高流速，使得工质流过节流阀时压降增大，使到已溶解于水中的杂质由于局部汽化而析出，沉积，从而形成坚硬的水垢牢固粘在节流阀阀腔阀芯上，节流阀有效通径减小，前后压力降增大。前段时间#5炉全部更换上改良后的52个节流阀，命运也一样，结垢--压差大--开大节流阀（或停运时清垢）--结垢…

    水质再改善已不大可能，节流阀通径为了水冷壁安全又不可加大，这可恶的水垢…

                       300MW锅炉 水冷壁流程图

 给水--省煤器--水冷壁冷灰斗--一级混合器，52节流阀--下辐射--二级混合器--中辐射--三级混合器--上辐射--顶棚

⒊治本对策探讨

⒊１治本对策一

    ⒊⒈１对策一理论依据

    现在节流阀进口工质温度340℃21.4MPA（以#6炉300MW时为例），能使其汽化，可见工质流过节流阀时局部压力降低有△P6.7MPA之巨，局部压力低于14.7MPA的饱和压力，水汽化，杂质析出。

    我们可以在每个节流阀前串多一个同样的节流阀，为保持原先的流量，两个节流阀的开度会比原来的大，原节流阀300MW时设计整定压力降为△P0.59MPA，串联后总的压力降应不会超过△P0.59MPA，两个节流阀平分了压降，其局部压力降低幅度会有所减轻，不发生局部汽化，杂质就无重析出。

    ⒊⒈２对策一可行性

    利用停炉时间在原节流阀前或者后加装一个同样的阀门。我们可以先行每侧选一个，进行试加装，加装前先清理新旧门芯门腔上的积垢，新加上的先完全打开，待锅炉带上一定的负荷并且稳定后，再慢慢关小新门，等该管屏温度稍有变化后，即稍开大旧门，如此不但重复操作，直至新旧两个门的开度相近。等下一次停炉时检查新旧两门的门芯门腔积垢情况，若都没有积垢，而其他未加装阀门的有积垢，我们就可大功告成，全面加装！

    ⒊⒉治本对策二

    ⒊⒉１对策二理论依据

    我们可采取改变节流阀工作流程位置，使其工作于即使有压降，其局部压力也未低于饱和压力的位置，如炉底冷灰斗进口处（#6炉300MW时310℃21.6MPA）。310℃时的饱和压力为10.0MPA，340℃和310℃只相差30℃，但饱和压力相差4.7MPA。流过节流阀时不产生局部汽化，水中杂质就不会析出，也就没有结垢问题产生。