鍋爐受熱面的綜合技術(shù)改造

時(shí)世明

國(guó)華徐州發(fā)電有限公司，江蘇徐州 221166

國(guó)華徐州發(fā)電有限公司#8爐為DG670/140-8型超高壓、中間再熱、自然循環(huán)、固態(tài)排渣煤粉爐、單爐膛、四角切圓燃燒，采用中間儲(chǔ)倉(cāng)乏氣送粉式制粉系統(tǒng)。

該鍋爐呈“П”型布置，煙氣自爐膛流向前、后屏過(guò)熱器，高溫過(guò)熱器，高溫再熱器，低溫再熱器/低溫過(guò)熱器（尾部豎井前/后煙道），省煤器，空氣預(yù)熱器，電除塵器。再熱蒸汽溫度主要靠尾部煙氣擋板調(diào)節(jié)，依靠低溫再熱器出口與高溫再熱器進(jìn)口之間的噴水微調(diào)。

為降低鍋爐排煙溫度、提高二次汽溫，決定對(duì)#8爐再熱器、省煤器進(jìn)行技術(shù)改造，為確保改造成功，特邀請(qǐng)東方鍋爐廠和多家科研單位對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行了充分論證，并做了大量前期準(zhǔn)備工作，使改造得以順利實(shí)施。

1 鍋爐改造的內(nèi)容

1.1 再熱器改造

原低溫再熱器設(shè)備規(guī)范：共110片，橫向節(jié)距S1為107.5mm，每片分高、中、低溫三段，每片由8管圈組成，規(guī)格Ф42×3.5mm，材料：高溫段12Cr1MoV，中、低溫段20G。

決定在原有受熱面的基礎(chǔ)上再增加一部分垂直段受熱面（即中溫再熱器），中溫再熱器管規(guī)格：Ф42×3.5mm，材料：鋼研102，管排數(shù)量、管子縱向、橫向節(jié)距保持不變。再熱器原設(shè)計(jì)受熱面積5 250m2，改造后受熱面積5 937 m2，實(shí)際增加面積約687m2，增幅達(dá)13.1%。這樣在盡量不改變?cè)惺軣崦娌贾玫幕A(chǔ)上有效地增加了再熱器受熱面，使再熱汽溫在滿負(fù)荷和低負(fù)荷時(shí)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)由于增加了受熱面積，有效的增加了吸熱量，使進(jìn)入省煤器和空氣預(yù)熱器的煙溫得以降低，有利于降低排煙溫度。改造后，可使再熱器側(cè)和過(guò)熱器側(cè)的煙氣流量分布更加合理，B-MCR工況煙氣調(diào)節(jié)擋板再熱器側(cè)為44.4%，尾部煙氣擋板的再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)作用更加有效。

將低溫再熱器出口集箱移到頂棚上，以減少煙道漏風(fēng)及方便檢修。出口集箱移動(dòng)后，二次汽（備用）減溫器，減溫水管路將隨之改動(dòng)，由于低溫再熱器出口集箱移到頂棚后分為兩段，在鍋爐深度方向交錯(cuò)布置，二次汽（備用）減溫器改為水平布置在煙道左右側(cè)。由于低再出口集箱至高再進(jìn)口集箱連接管與高再出口集箱相碰，此次改造將高再出口集箱上移500mm ，出口集箱管接頭采用厚壁加強(qiáng)管（Ф51×5 mm），長(zhǎng)度80mm，集箱管接頭與蛇形管屏間重新設(shè)計(jì)連接散管。

低溫再熱器進(jìn)口管束的布置、出口垂直段的布置滿足了檢修的需要；重新設(shè)計(jì)了管屏吊掛裝置、低溫再熱器防磨裝置。

原再熱器進(jìn)口管屏穿前包墻處用扁鋼密封。改造后，管屏穿頂棚處重新設(shè)計(jì)了密封裝置。

頂板上，在低再出口集箱位置焊接6根小梁，出口集箱重新設(shè)計(jì)了吊掛裝置。

1.2 省煤器改造

將低再側(cè)和低過(guò)側(cè)省煤器同時(shí)由光管改成螺旋翅片管，這樣既能使受熱面增加，又能保證足夠的檢修空間、適當(dāng)?shù)臒煔饬魉俸团艧煖囟取?/p>

省煤器采用Ф38×5mm的基管，材料20G，翅片為1.5×11×14mm，雙管圈，再熱器側(cè)137片，橫向節(jié)距S為85 mm，縱向管子根數(shù)為18根（最上一圈和最下一圈各算半根），平均節(jié)距89.33 mm，過(guò)熱器側(cè)123片，橫向節(jié)距S為95 mm，縱向管子根數(shù)為20根，平均節(jié)距89.33 mm，翅片裝焊在基管的直段部分，翅片裝焊長(zhǎng)度為：再熱器側(cè)4 140mm，過(guò)熱器側(cè)面3 140mm。光管采用Ф38×5mm的管子，彎管半徑為50/130mm。

此次改造將原設(shè)計(jì)的上下兩組管圈合并為一組管圈，取消原設(shè)計(jì)兩組管圈間的檢修空間，省煤器進(jìn)口集箱、中間集箱位置不變，管圈上留有930mm空間，管圈下留有1 170mm空間，管屏高度1 880mm，這樣管屏的檢修可通過(guò)將管屏拉上或拉下得以實(shí)現(xiàn)。

管屏的最上一根管子采用光管，省煤器增設(shè)防磨裝置，均流板。為保證管排整體的剛性，省煤器管夾厚度采用6mm，材質(zhì)1Cr6Si2Mo。

2 改造效果

2.1 鍋爐改造后達(dá)到的主要目標(biāo)

1）100%BMCR出 力 時(shí) 鍋 爐 排 煙 溫 度 在 140±5℃ ；2）100%BMCR出力時(shí)空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度300℃～320℃；3）70%～100%BMCR出力時(shí)主蒸汽溫度540±5℃，再熱蒸汽溫度540±10℃，過(guò)熱汽減溫水量不大于5%的鍋爐額定蒸發(fā)量（30.5t/h）；4）50%MBCR出力時(shí)主、再蒸汽溫度不小于520℃。

2.2 鍋爐改造后的主要參數(shù)

表1 鍋爐改造后的主要參數(shù)

2.3 試驗(yàn)結(jié)論

1）鍋爐排煙溫度達(dá)到改造設(shè)計(jì)要求；

2）在70%～100%BMCR工況時(shí)，鍋爐主蒸汽、再熱蒸汽溫度保持在額定值，達(dá)到改造設(shè)計(jì)要求；

3）在70%～100%BMCR工況時(shí)，過(guò)熱器減溫水量小于5%的鍋爐額定蒸發(fā)量；

4）在70%～100%BMCR工況時(shí)，再熱器減溫水量基本上可以達(dá)到原則上不投再熱器減溫水的設(shè)計(jì)要求；

5）在BMCR工況時(shí)，鍋爐熱風(fēng)溫度在300℃以上，達(dá)到改造設(shè)計(jì)要求；

6）燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，BMCR工況時(shí)的鍋爐熱效率大于92%。

3 經(jīng)濟(jì)效益

#8爐改造預(yù)計(jì)費(fèi)用800萬(wàn)元，其中新增設(shè)備300萬(wàn)元，試驗(yàn)研究20萬(wàn)元，實(shí)際發(fā)生費(fèi)用1 300萬(wàn)元。

#8爐改造前鍋爐效率為91%，汽機(jī)熱耗按1 945大卡/kW·h計(jì)算，發(fā)電煤耗為321.6g/kW·h；改造后鍋爐效率為94%，汽機(jī)熱耗按1 945大卡/kW·h計(jì)算，發(fā)電煤耗為309.18g/kW·h；發(fā)電煤耗降低12.42g/kW·h，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤9 215t，按2010年1月～8月份標(biāo)準(zhǔn)煤?jiǎn)蝺r(jià)平均為350.06元/t計(jì)算，年節(jié)約燃料成本為326.76萬(wàn)元，改造投資為1 200萬(wàn)元，收回成本年限為4年。

[1]潘效軍.鍋爐技術(shù)改造[M].中國(guó)電力出版社，2006(6).

[2]姜錫倫，屈衛(wèi)東.鍋爐設(shè)備及運(yùn)行[M].中國(guó)電力出版社，2010(1).

[3]江蘇電力科學(xué)研究院.徐州發(fā)電廠#8爐受熱面改造后鍋爐性能試驗(yàn)報(bào)告.