通過對燃氣 - 蒸汽聯合循環余熱鍋爐尾部末級受熱面結露現象的分析，說明了由于運行條件的變化，尾部受熱面預熱器模塊給水溫度過低，導致煙氣中的水蒸氣在模塊末級翅片管上產生結露現象的可能性，由此提出預防余熱鍋爐尾部受熱面模塊結露的出現，避免尾部模塊受熱面翅片管的酸腐蝕。

一、前言

　　華能河南中原燃機電廠，總裝機2臺引進德國SIEMENS的V94.3A燃氣輪機，配套荷蘭NEM公司技術支持的武漢鍋爐廠(WBC)生產的余熱鍋爐，利用西氣東輸的天然氣作燃料，機組自2008年初投產至今已經5年多。

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

二、泄漏現象與原因分析

　　1. 泄漏現象

　　經檢查，發現泄漏部位如圖1所示。

圖1 泄漏部位

　　同時出現了以下現象：

　　1)運行期間，煙囪出口煙氣無蒸汽冒出等明顯異常。

　　2)全廠化學補水量異常，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組成：LP(低壓蒸發器)系統管道和PH(預熱器)系統管道。

　　LP系統管道(低壓系統管道)：分布在Ⅳ模塊的前部，由LP鍋筒下降管(φ323.8mm×14.27mm)的來水進入標高1 300mm的聯箱，經過分配后進入Ⅳ模塊前部再進入LP鍋筒，經過汽水分離，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系統管道(相當于燃煤鍋爐的省煤器)：PH管道布置在Ⅳ模塊的后部，在標高1 300mm處，從前至后布置有PH預熱器出口集箱(φ 273mm)、PH預熱器入口集箱(φ 273mm)，從每個集箱上分出3根出口管(φ 168×7mm)，分流進入分散管(材質為SA106B)，PH出口聯箱的給水進入LP(低壓)鍋筒給水管，給水管從LP鍋筒后部進入。

　　從以上泄漏的現象分析，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，機組停機進行B修，至24日晚20:00，未再發現余熱鍋爐底部滴水，非金屬膨脹節處仍有水滴出。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、煙囪處人孔進行通風觀察，未發現明顯泄漏部位。

　　3月25日，進入Ⅳ模塊后部爐膛進行觀察，發現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、一級預熱器末級翅片管背風側，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水支管附近，如圖2所示。

　　24日，聯系運行人員將Ⅳ模塊LP和PH系統注滿水，至低壓汽包見水位，經一夜觀察，Ⅳ模塊未發現漏點，可判定Ⅳ模塊受熱面無泄漏。

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

圖2 銹蝕痕跡

　　3. 初步原因分析

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

　　(1)2#余熱鍋爐內前三級模塊有漏點 爐內有其他漏點且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滴落，同時發生酸腐蝕。

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

　　1)據了解，近期2#機組冷凝器真空有所改善，凝結水溫度43℃，2#機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，因此產生結露現象。

　　2)Ⅳ模塊的Ⅳ-3、Ⅳ-2模塊的一級預熱器末級聯箱凝結水給水進水支管有明顯銹蝕痕跡，且給水管穿底部爐護板處有水痕跡。

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

　　4)結露現象發生在煙溫較低的背煙氣側，而在迎煙氣側(煙溫較高處)，未發生結露現象，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)機組補水量的增加，是全廠化學補水的總量增加，顯示的并非單純余熱鍋爐的補水，而有可能是其他系統的補水量增加。

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與Ⅳ模塊的出口有1m的距離，從此處流出的水，應是煙氣中的水蒸氣遇進入模塊的過冷的凝結水后冷凝的水，進入非金屬膨脹節中的保溫巖棉所致。停爐后未發現漏水可能有兩個原因：一是漏點不在Ⅳ級模塊區域，如上分析，當漏點發生在高溫區域，甚至發生在蒸汽過熱受熱面上，或者發生在蒸發器或省煤器受熱面上且泄漏量較小;二是沒有漏點，同時運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、后續的查找安排

　　4月25日，鍋爐前三級模塊進行注水檢查，經反復、全面的檢查，未發現泄漏點。運行人員比照2#爐和1#爐同期各方面運行參數;核查化學補水系統是否有其他泄漏的地方。至此，確認爐底泄漏為末級受熱面翅片管結露所致。

四、結語

　　為預防出現結露現象，對機組運行建議如下：

　　1)適當提高進入鍋爐的凝結水給水溫度，可通過調整低壓再循環水量，提高預加熱器給口水溫，不低于50℃。此次2#余熱鍋爐反映出的結露現象中，局部尾部受熱面由于結露造成低溫腐蝕的現象是存在的;而燃料中存在S的成分，使得結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，見圖4)。

圖4 結露對尾部翅片的酸腐蝕

　　2)加強鍋爐給水流量及尾部煙氣溫度的監測，在適當的時候，加裝凝結水給水流量計用來監測給水量，并且加裝尾部受熱面出口(左、右)煙氣溫度測點，用來監測尾部排煙溫度，防止由于排煙溫度過低造成S腐蝕。