QC：降低#5炉出口排烟温度

江苏射阳港发电有限责任公司2015年QC成果发布交流材料成果整理： 刘爱东成果发布： 秦 蓉江苏射阳港发电有限责任公司锅炉专业QC小组二零一五年十二月二十八日成果整理： 刘爱东 宋拥军 前 言3 小组概况4 选题理由5 活动计划5 现状调查6 活动目标7 原因分析8 要因论证8 对策计划13 对策实施14 效果检查17 效益分析18 巩固措施18 总结打算19精品文档交流排烟温度偏高是目前许多燃煤锅炉共性问题，排烟热损失是锅炉各项损失中最大的一项,一般达65%.占锅炉总发热量的5-7%。排烟温度的高低直接决定着锅炉效率的高低.排烟温度越高,则排烟热损失就越大。根据测算，一般排烟温度每升高1215,就会使排烟热损失增加1%。同时排烟温度高，对锅炉电除尘和脱硫系统的安全运行也构成相当大的威胁,使锅炉尾部烟道二次燃烧的可能性增大。江苏国信射阳港发电厂#5机组660MW燃煤发电机组于2011年8月份投入商业运行，公司#5炉为东方锅炉厂设计、制造，型号为DG2060/26.15-2的超超临界直流型炉，锅炉前后墙三层各布置6只外浓内淡低NOx旋流煤粉燃烧器，对冲燃烧，最上层燃烧器布置一层燃尽风口，前后墙布置6只，两侧墙各布置2只。采用ZGM型中速磨煤机直吹式正压一次风制粉系统。尾部烟气挡板调温、采用三分仓回转式空气预热器。过热蒸汽额定流量2060T/h，主蒸汽额定压力为26.15Mpa，主蒸汽出口温度为605。降低#5炉出口排烟温度江苏射阳港发电有限责任公司检修部锅炉专业QC小组 一、小组概况江苏射阳港发电有限责任公司检修部锅炉专业QC小组成立于 1996年1月，小组成立以来充分运用QC活动方法开展思路,成功解决了一系列技术难题。一分耕耘，一分收获，我们QC成果多次在江苏省电力行业获得奖项：2013年QC成果发布二等奖，2012、2014、2015年QC发布一等奖，2013、2014、2015年省优秀质量管理小组的称号，2012年,全国电力行业优秀质量管理小组。小组名称江苏国信射阳港发电有限责任公司检修部锅炉专业QC小组成立时间1996年1月注册日期2015.01注册号SYGG201403活动时间2015.01-2015.12活动次数12次培训时间60小时/人年课题类型现场型小组人数9人参与率100%活动课题降低#5炉出口排烟温度组长杨定龙小 组 成 员序号姓名年龄小组职务职务或职称组内分工1杨定龙39组长锅炉检修专职组织策划、技术指导2裴晓明40副组长锅炉运行专职技术指导3刘爱东41组员锅炉班点检员管理实施4陈晓东40技术员锅炉班副班长技术策划5胡斌38组员锅炉班点检员编辑调试6秦峰40组员锅炉班班长现场实施7张亮41组员锅炉班高级工现场实施8王林42组员锅炉班高级工现场实施9秦蓉40组员锅炉班高级工记录统计表1 小组概况表（制表：陈晓东 时间：2015年2月） 二、选题理由降低#5炉出口排烟温度根据公司对标要求，经济指标、供电煤耗要达到同类机组的最先进水平：即锅炉出口排烟温度不得大于设计值129。凡是影响机组经济性、安全性的设备隐患部门要求班组必须进行攻关解决。#5炉运行情况良好，大部分指标与设计值相差不大，但锅炉排烟温度偏离较大，导致锅炉排烟损失较大，影响锅炉效率。同时排烟温度较高时进入脱硫系统直接影响到脱硫系统安全运行。设备现状部门要求公司要求 图1 课题选定图（制图人：秦峰 制图时间：2015.1.22）三、小组活动计划与实际进度为保证QC攻关活动的顺利开展，我们按照课题需要，制定了详实周密的活动计划。阶段日期活动项目2015.01-2015.022015.02-2015.032015.04-2015.062015.07-2015.082015.09-2015.102015.11-2015.12P选定课题现状调查目标设定原因分析要因确定对策计划D对策实施C效果检查A巩固措施总结打算（计划活动时间用蓝色虚箭头表示 ；实际活动时间用红色实箭头表示 ）表2 小组活动时间及实际进度（制表：陈晓东 时间：2015年2月）四、现状调查没有调查就没有说服力。选定课题后，小组成员对2014年9月份2014年10月份期间，#5机组BMCR运行状态下，调取DCS历史曲线#5炉排烟5点数据如下：9.11 11:239.19 09:069.29 22:1810.15 13:5210.29 09:46机组负荷656.2MW660.1MW659.3MW658.8MW659.5MWA侧SCR进口烟温363367365369360B侧SCR进口烟温359358361367359SCR进口烟温均值361362363368359A侧空预器前烟温356354355349348B侧空预器前烟温352350353352349空预器前烟温均值354352354350348A排烟温度平均值140.0142.6141.7141.5142.3B排烟温度平均值140.3141.7142.5141.6141.2排烟温度平均值141.6表3：#5号炉排烟温度统计表（制表人：刘爱东 制表时间：2015.2）通过与东锅了解，同期进行我厂安装的广东XX电厂的同类型锅炉，其空预器出口排烟温度能达到设计值，并且长周期运行情况很好。3月份班组技术人员进行该厂调研，通过调取该电厂DCS历史曲线进行对比情况如下：我厂广东XX电厂机组负荷656.2MW660.1MW659.8MW660.2MWSCR进口烟温均值361362352359A侧空预器前烟温356354346344B侧空预器前烟温352350341339空预器前烟温均值354352343342A排烟温度平均值140.0142.6128.6129.3B排烟温度平均值140.3141.7129.3128.7排烟温度平均值141.6129.1表4：我厂与广东XX电厂排烟温度对比表（制表人：陈晓东 制表时间：2015.3）在上表可以看出，广东XX电厂锅炉出口排烟温度明显低于我厂排烟温度。在同等负荷对比下，我厂从SCR进口烟温、空预器进口烟温数值均比广东XX电厂要高。小组通过对对2014年9月份2014年10月份#5炉煤种挥发分高影响、炉内生成烟温比设计值高影响、锅炉燃烧冷热风掺配不均影响、烟气流速与设计值不相符影响、锅炉本体漏风影响及锅炉尾部吸热不均影响几个因素进行排查分析，通过排查比较最终小组得出排列图如下：通过小组成员调查，由以上排列图可以看出#5炉尾部吸热不均影响是锅炉排烟温度比设计值高的主要因素。五、活动目标目标值的确定： #5炉空预器出口排烟温度高,影响机组安全、经济运行，需要加以解决。我们QC小组决定将降低#5炉出口排烟温度降低至129.5作为本次QC攻关的目标。 图2 目标设定图（制图人：杨定龙 制图时间：2015.03）六、原因分析2015年3月19日，我们QC小组根据现场调查情况，针对“#5炉尾部受热面换热不均”，召开了分析会，采用头脑风暴法从“人、机、料、法、环”五个环节详细分析，并绘制鱼刺图如下：料环法人机受热面布置的影响空预器密封损坏堵塞空预器蓄热元件吸收热量效果不好炉膛本体漏风烟气挡板调整不到位吹灰器未及时投入烟气挡板不严密漏烟空预器漏风率加大 #5炉尾部受热面换热不均运行人员超超临界机组培训不到位设备工作环境恶劣材料质量差操作方法不当设备泄漏导致图3 原因分析图（制图人：陈晓东 制图时间：2015.03）通过详细分析，逐一排除，我们共找出以下9条末端因素：1、 运行人员超超临界机组培训不到位；2、 空预器漏风率加大影响；3、 烟气挡板不严密漏烟影响；4、 空预器蓄热元件吸收热量效果不好；5、 烟气挡板调整不到位；6、 吹灰器未及时投入；7、 炉膛本体漏风；8、 受热面布置的影响；9、 空预器热端径向密封片损坏堵塞。七、要因论证通过小组认真全面的原因分析，为了进一步确认主要因素的影响，我们对#5炉空预器出口排烟温度高的9条末端因素进行一一调查分析确认。确认一末端因素运行人员超超临界机组培训不到位确认方法业务技术培训及相关培训考核确认标准【公司培训考核制度及相关条例】确认过程通过查阅以往培训记录和咨询运行专职，目前#5机组各岗位运行人员都经过严格的理论和仿真机实践培训，平均工作年限达18年，具备较强的理论知识和业务能力。在2014年运行知识考试中，各岗位人员平均成绩达90分以上，满足相应岗位的工作要求。确认时间2015年4月8日确认地点发电部、集控室确认人杨定龙、陈晓东结 论非要因确认二末端因素空预器漏风率加大影响确认方法运行规程Q/ 308-108.002-2011确认标准【空预器运行说明书】确认过程轻微漏风对排烟温度没明显影响，当漏风严重时同样运行条件下，排烟温度有一定程度的降低，原因是排烟在烟道内是负压，而空气预热器里面的空气是正压，所以一但空气预热器漏风空气将漏入烟气中。所以不同程度会降低排烟温度。确认时间2015年4月10日确认地点检修部、锅炉班组确认人秦峰、胡斌结 论非要因确认三末端因素烟气挡板不严密漏烟影响确认方法利用机组调停机会进入内部进行检查确认标准现场内部检查确认过程2月中旬#5炉停机临检期间，刘爱东、胡斌待尾部烟温降低至60度以下时，将再热器侧、过热器侧烟气挡板全部关闭后进入内部进行检查，发现挡板均能弯曲关足、密闭严密。确认时间2015年4月19日确认地点5号炉A、B空预器现场确认人杨定龙、陈晓东结 论非要因确认四末端因素空预器蓄热元件吸收热量效果不好确认方法光谱材质核对及内部检查确认标准ASTM E415-2014标准测试方法确认过程回转式空气预热器热力性能主要取决于蓄热元件，蓄热元件为波形蓄热元件，采用波型板可以增大对气流的扰动，增加蓄热量及消除热胀冷缩。吸收烟气热量后再将热量传给空气,进行热交换。空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高。4月中旬#5炉停机临检期间，检查空预器蓄热元件完好，蓄热元件间隙均匀，无变形现象。光谱检测材质符合要求为考登钢。确认时间2015年4月19日确认地点5号炉A、B空预器现场确认人杨定龙、陈晓东结 论非要因确认五末端因素烟气挡板调整不到位确认方法东锅运行说明书排查确认确认标准运行规程Q/ 308-108.002-2011确认过程烟气挡板调整不当或损坏容易引起排烟温度升高。主要因为当漏风系数升高时，则送风系数下降，即通过空预器的送风量下降，排烟温度升高。尾部烟气挡板内部故障，尾部受热面吸热不足，导致烟气温度升高。经计算表明，漏入炉膛及制粉系统冷风的总量与排烟温度成线型关系，漏入炉膛及制粉系统冷风的总量系数增加0.01，排烟温度则升高1.33。4月中旬#5炉停机临检期间，从集控室DCS上将再热器开度定位80%，内部检查发现烟气挡板再热器侧两侧实际开度误差较大，再热器侧A侧开度在70%左右，而B侧开度仅在45%。确认时间2015年4月21日确认地点5号炉本体、检修现场确认人杨定龙、陈晓东结 论要因确认六末端因素吹灰器未及时投入确认方法通过DCS历史记录查询确认标准运行规程Q/ 308-108.002-2011确认过程加强锅炉受热面吹灰工作是降低排烟温度的有效措施。每天进行受热面吹灰是运行的一项定期工作，通过DCS运行操作记录查询没有发生当班未吹灰的现象。而吹灰器流程均按规程要求：空预器炉膛长伸缩半伸缩空预器的顺序成对自动吹灰。程控结束。系统返回程控初态。吹灰程控每次运行无异常，未出现程控混乱、时间及蒸汽参数符合运行规程要求。确认时间2015年4月10日确认地点5号炉本体、检修现场确认人杨定龙、陈晓东结 论非要因确认七末端因素炉膛本体漏风确认方法现场排查确认标准检修规程Q/ 308-108.002-2011确认过程炉膛大量漏风，排烟温度上升。因为风量大了，风量中携带的热量就多了，而锅炉吸热量不变，所以排烟温度就上升。通过现场排查炉顶密封、看火孔、人孔门及长式吹灰器套管与炉墙间隙处均存在漏风现象；对制粉系统磨煤机风门、挡板均也存在一定的漏风点；烟道氧量计前尾部烟道膨胀节也有漏风点。炉膛出口过量空气系数可表示为：=+1+2+3式中：送风系数1炉膛漏风系数2制粉系统漏风系数3烟道漏风系数由上式知道，保持不变，当漏风系数=1+2+3升高时，则送风系数下降，即通过空预器的送风量下降，排烟温度升高。经计算表明，漏入炉膛及制粉系统冷风的总量与排烟温度成线型关系。确认时间2015年4月15日确认地点5号炉本体、制粉现场确认人刘爱东、秦峰结 论要因确认八末端因素受热面布置的影响确认方法结合现场检查确认标准检修规程Q/ 308-108.002-2011，东锅设计说明书确认过程通过其他电厂了解，在锅炉设计时，对炉膛沾污系数估算不准，使得受热面布置不合理，或者是由于结构不佳造成受热面吸热不足，导致空预器入口烟温偏高，从而使得排烟温度升高。但与东锅技术人员交流时，我厂DG2060/26.15-2的超超临界直流型锅炉其设计符合要求，布置合理，其受热面满足锅炉各项参数。确认时间2015年4月17日确认地点#5炉本体现场确认人胡斌、刘爱东结 论非要因确认九末端因素空预器热端径向密封片损坏堵塞确认方法现场检查确认标准检修规程Q/ 308-108.002-2011；空预器运行说明书确认过程4月中旬#5炉停机临检期间，进入空预器内部检查，发现多处热端径向密封片损坏，掉入蓄热元件导致蓄热元件堵塞，影响蓄热元件的传热效果。同时空预器随着空气预热器入口风温升高，空气预热器传热温差会减小，烟气的放热量就减少，从而使排烟温度升高。同时制粉系统需要的热风减少，流过空预器的一次风减少，排烟温度升高。空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高；空气预热器密封片损坏堵塞则使空气预热器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高。确认时间2015年2月19日确认地点#5炉空预器现场确认人杨定龙、陈晓东结 论要因表5：原因分析表（制表：陈晓东 时间：2015年4月27日）通过以上要因确认，我们找到三条影响#5炉排烟温度高的要因：1、烟气挡板调整不到位；2、炉膛本体漏风；3、空预器热端径向密封片损坏堵塞。八、对策计划针对以上三条主要原因，小组按照“5W1H”的原则制定了以下三条对策措施：序号要因对策目标措施地点时间负责人对策一烟气挡板调整不到位将过热器侧、再热器侧烟气挡板调整开度一致并且同步保证A过热器侧烟气挡板与B过热器侧烟气挡板开度100%时一致、关闭0%时一致；保证A再热器侧烟气挡板与B再热器侧烟气挡板开度100%时一致、关闭0%时一致；1、利用停机检修机会，分别操作各烟气挡板，要求均灵活自如，不存在卡涩现象，开启、关闭到位。2、对执行机构进行加固，防止执行器地脚跑位引起误差。#5炉炉本体烟气调节挡板2015.5.30-6.13刘爱东、胡斌对策二炉膛本体漏风消除炉膛系统漏风、制粉系统漏风及烟道漏风点。炉膛系统无漏风点、制粉系统挡板及烟道各处无漏风点1、停机期间对锅炉炉顶大罩进行密封；炉本体人孔门、看火孔漏灰点更换密封条；2、对制粉系统风门挡板漏灰点找出，停机期间进行石棉绳或玻璃水进行封堵；3、烟道膨胀节破损的进行修补，损坏严重的进行更换。#5炉炉本体2015.5.30-6.16陈晓东、秦峰对策三空预器热端径向密封片损坏堵塞更换新的空预器径向密封片及消除蓄热元件堵塞现象1、更换新的密封片要求耐腐蚀、耐磨考登钢材料，新装密封片间隙预留按标准里向外（0、3、7.5、5.5）；2、对蓄热元件进行高压水冲洗，保证透光率在98%以上。1、将旧密封片全部拆除取出。新的密封片光谱检测后做好标尺进行安装；2、清除蓄热元件杂物及检修杂物后进行消防水初冲洗，最后用高压冲洗水枪进行从下向上进行清洗。#5炉A、B空预器2015.6.2-6.15王林、张亮表6：对策计划表（制表：杨定龙 时间：2015年5月12日）九、对策实施实施一：将过热器侧、再热器侧烟气挡板加固并调整开度一致 实施时间：2015年5月29日-2015年6月10日 （#5机组C修）实施地点：#5炉烟气挡板检修现场实施人员：杨定龙、陈晓东、刘爱东、胡斌实施方案：#5炉C修期间，检查发现过热器侧及再热器侧烟气挡板活动自如无卡涩，各部分连接件完好，但存在两侧实际开度偏差较大且现场无法观察实际开度（无指针指示，运行中无法核对DCS开度与实际开度），导致烟气流量不均。联系检修热工人员进行配合调整，保证开度一致，同时安装现场指示针，并做好开、关限位标志。 图4 烟气挡板核对刻度（制图人：刘爱东 制图时间：2015.06）同时检查烟气挡板执行器地脚螺栓松动，易形成空行程，导致两侧实际开度不一致，影响到烟气量调节。针对地脚松动，光进行复紧运行一段时间还会引起松动，主要因为烟气挡板较长，其长度为11米左右，执行器调节烟气挡板时力矩较大引起地脚不牢固。因此对烟气调节执行器架进行槽钢固定，同时制作卡箍进行地脚加固。 图5 执行器加固后前后对比图（制图人：胡斌 制图时间：2015.06）实施结果：对#5炉再热器侧、过热器侧烟气挡板均进行了核对，保证DCS开度与现场一致，开关到位，在以后日常机组运行中可以进行核对；同时对执行器地脚进行了加固工作，杜绝了行程跑位导致两侧开度不一致。实施二：消除炉膛系统漏风、制粉系统漏风及烟道漏风点 实施时间：2015年5月22日-2015年6月15日 （#5机组C修）实施地点： #5炉本体、制粉系统实施人员：杨定龙、陈晓东、胡斌、刘爱东、王林、张亮实施方案：QC小组成员在#5炉5月29日停机前一周时间内进行分系统进行认真巡查，针对锅炉本体大罩、人孔门、看火孔、制粉系统风门挡板、长式吹灰器套管连接炉墙部分、尾部烟道膨胀节检查漏风点，并进行了汇总。对大大小小漏风点统计有21处进行了更换密封垫材料、封堵等各种措施。炉顶大罩穿墙管密封：由于投产后进行一次#5炉A修，内部检验将高再、高过、屏过密封膨胀盒破坏未修复好，本次内部检查发现漏风非常严重，漏风所带的热量损失导致尾部受热面换热不足，尾部排烟排烟温度上升。停机后对炉顶大罩密封盒进行修复，并对密封盒外进行二次柔性密封。图6 炉顶穿墙管现场密封图（制图人：陈晓东 制图时间：2015.06）人孔门、看火孔、制粉系统风门挡板通过更换密封条完全进行严密不漏；长式吹灰器套管连接炉墙部分使用软型保温材料进行封堵控制了向炉膛内部漏风。另外对A一次风机出口膨胀节、脱硝进口膨胀节漏风点进行修复。 图7 看火孔更换密封垫后对比图（制图人：陈晓东 制图时间：2015.06）实施结果：对停机前统计各漏风点进行验收，所有漏风点均得到了根治，降低了#5炉燃烧的热损失，提高了锅炉效率，有力地保证了#5炉的经济运行。实施三：更换新的空预器径向密封片及消除蓄热元件堵塞现象 实施时间：2015年5月31日-2015年6月16日 （#5机组C修）实施地点：#5炉A、B空预器实施人员：杨定龙、刘爱东、王林、陈晓东、胡斌实施方案：#5炉C修在5月30日停运后，小组成员于6月1日进入A、B空预器内部检查发现，密封片损坏较多，特别是热端径向密封片几乎无完好，分析认为投入空预器间隙调整装置间隙未预留好导致扇形板将径向密封片压断。 图8 密封片更换（制图人：胡斌 制图时间：2015.06）比较发现目前密封片设计厚度太薄，厚度只有1.5mm,新装径向密封片更改厚度为1.8mm，本次C修更换热端511mm密封片44处，1.2米密封片更换37处，1.708米密封片更换41处， 611mm密封片损坏及变形39处，1.711米密封片更换29处，1.627米密封片更换43处，共计更换密封片233片，并对热端、冷端径向密封片预留好膨胀间隙，对热端间隙调整探头进行了重新定位，保证扇形板在热态运行情况下，既能控制漏风又不会将密封片压坏。名 称位置预留间隙径向密封片冷端内侧0 mm冷端外侧35 mm热端内侧1.0 mm热端中间3.0、7 、5.5、mm热段外侧1.5 mm表7 径向密封预留间隙标准（制表：王林 制图时间：2015.06）两侧空预器蓄热元件存在堵塞情况，在更换好密封片后对蓄热元件进行高压水枪进行水冲洗，冲洗结束后通过透光法进行检查，透光率达到98%以上。实施结果：对两侧空预器损坏的密封片全部进行了更换新的增加厚度的密封片，更换后的密封片按照安装说明书要求预留好膨胀间隙，间隙调整装置零位重新调整，空预器蓄热元件消除堵塞。十、效果检查对策措施实施后, 为了客观、科学地评价QC成果，我们调阅了2015年与现状调查中同月份及负荷相等的情况下#5炉排烟温度进行历史曲线进行分析。9.13 09:399.25 11:2410.8 14:2010.15 09:5510.30 19:53机组负荷658.4MW653.6MW656.9MW652.4MW658.7MWA侧SCR进口烟温358362359353349B侧SCR进口烟温352358355347339SCR进口烟温均值355355357349345A侧空预器前烟温345349348342349B侧空预器前烟温341342350346344空预器前烟温均值343344349344346A排烟温度平均值128.7129.6128.8129.1129.2B排烟温度平均值129.2128.4127.9128.3128.6排烟温度平均值128.8表7：#5号炉排烟温度统计表（制表人：刘爱东 制表时间：2015.10）结果发现：当月锅炉燃煤掺配基本相同，机组负荷率相似，在2015年9月份2015年10月份期间排烟温度平均值为128.8，比活动前141.6低12，这说明我们在QC活动中实施措施是行之有效的，我们的目标实现了。图13 #5炉空预器出口排烟温度检查图（制图人：陈晓东 制图时间：2015.10）十一、效益分析经济效益：通过QC攻关，降低了5号炉空预器出口排烟温度。根据测算，排烟温度每降低1，煤耗降低 0.155g，按年度一台660MW机组发电量25亿kwh，改造后及巩固期内5号炉出口排烟温度降低了12，可节约购煤资金150万元左右。去除炉顶大罩密封、更换密封片、烟气挡板等费用约80万元，改造后可节约公司资金近70万元，经济效益显著。社会效益：据统计我国煤炭60%用于发电行业，节能降耗对电站锅炉更是迫在眉睫。降低锅炉排烟温度不仅牵涉到企业的经济效益，而且在能源日益紧缺的未来对节约能源，实现持续协