省煤器改造對燃燒運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性分析＊

陳 曙，任聯(lián)翔

（華能長興電廠，浙江 長興313100）

0 引言

為了擴(kuò)大鍋爐煤種適應(yīng)性，同時(shí)兼顧低負(fù)荷穩(wěn)燃，使鍋爐運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)，該廠在大修時(shí)省煤器受熱面進(jìn)行改造，并委托浙江大學(xué)熱能工程研究所對該爐進(jìn)行試驗(yàn)和相關(guān)熱力計(jì)算.用試驗(yàn)實(shí)際參數(shù)來修正熱力計(jì)算的各參數(shù)，然后保持各傳熱系數(shù)不變，改變要改造的受熱面面積，從而得出改造后的參數(shù).

1 鍋爐概況

鍋爐主蒸汽采用一、二級噴水減溫，再熱汽溫的控制以煙氣旁路擋板為主要調(diào)節(jié)手段，而以高、低二段再熱器之間的微量噴水裝置作為細(xì)調(diào).旁路煙氣擋板布置在旁路省煤器后450℃煙溫區(qū)，擋板關(guān)閉時(shí)與水平成45度交角，分上下兩排布置，共20塊.

鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤種見表2.鍋爐尾部受熱面設(shè)計(jì)參數(shù)見表3.

1.1 存在的主要問題分析

（1）空預(yù)器入口煙溫偏高.空預(yù)器入口設(shè)計(jì)煙氣溫度為381℃，但實(shí)際運(yùn)行中，這個(gè)溫度一般偏高，根據(jù)試驗(yàn)測量，空預(yù)器進(jìn)口煙溫為398℃，從而使排煙溫度升高.

（2）試驗(yàn)時(shí)空預(yù)器已有部分堵塞，實(shí)際傳熱面積減少導(dǎo)致排煙溫度升高.

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤種

表3 鍋爐尾部受熱面設(shè)計(jì)參數(shù)

2 熱態(tài)試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)及分析

＃5爐燃燒70%準(zhǔn)混煤（常用煤），在不同制粉系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行工況下的各主要參數(shù)如下：

（1）主汽溫度為535.8～540.6℃，一、二級減溫水量共為20.2～27.1t／h.（2）再熱汽溫度為540.7～542.5℃，再熱汽減溫水量為2.9～7.3t／h.（3）給水溫度為245℃，旁省出口水溫為293～296℃.（4）熱風(fēng)溫度為344～350℃、排煙溫度為161～168℃.

2.2 旁路煙道擋板開關(guān)試驗(yàn)

由試驗(yàn)知，旁路煙道擋板從全關(guān)到全開后，對鍋爐參數(shù)影響不大，這表明旁路煙道擋板在全關(guān)時(shí)可能漏煙量較大.如在一級減溫水和二級減溫水基本不變的情況下，過熱汽溫只下降了約1～2℃.旁路煙道擋板全開后對再熱汽溫有所影響，在保持再熱汽溫基本不變的情況下，微噴減溫水量從5.8t／h降低到2.5t／h（大約相當(dāng)降低再熱汽溫10℃）.另外，旁路煙道擋板打開后，也影響了排煙溫度、熱風(fēng)溫度和省煤器出口溫度，分別上升了1.95℃、5℃和1.5℃.

2.3 吹灰試驗(yàn)

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，吹灰后爐膛出口煙氣溫度有所下降，導(dǎo)致對流后煙氣溫度下降16～17℃，同時(shí)排煙溫度也下降1℃.吹灰后主汽溫度下降3.3℃，同時(shí)一級減溫水下降5.6t／h，二級減溫水下降8.8t／h（估算總的降低主汽溫26℃左右）.在再熱汽溫度基本不變的情況下，微噴減溫水下降5.9t／h（估算降低再熱汽溫16℃左右）.下降的幅度較大，這也說明燃燒試驗(yàn)煤種（70%準(zhǔn)混煤）時(shí)爐膛結(jié)渣、灰較嚴(yán)重.

從大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以得出如下的結(jié)論：

（1）＃5爐的主汽溫度是比較高的（535.8～540.6℃），平時(shí)運(yùn)行時(shí)減溫水用量較大（20.2～27.1t／h），并要經(jīng)常進(jìn)行爐膛吹灰以降低主汽溫度.

（2）＃5爐試驗(yàn)時(shí)雖然旁路煙道擋板顯示處于全關(guān)位置，實(shí)際上漏煙量相當(dāng)大，這樣的條件下再熱汽溫度為540.7～542.5℃，再熱汽減溫水量為2.9～7.3t／h.說明再熱汽溫是不低的.

（3）爐膛吹灰使主汽溫度下降約26℃，再熱汽溫度降低約16℃.

3 ＃5爐尾部受熱面改造方案

3.1 改造計(jì)算

根據(jù)浙江大學(xué)的《尾部受熱面改造可行性研究及改造方案和熱力計(jì)算書》列出原始狀態(tài)（冷風(fēng)溫度30℃）、增加主省908m2、增加主省600m2和增加主省908m2，冷風(fēng)溫度5℃等各個(gè)條件的計(jì)算結(jié)果.最低的排煙溫度和熱風(fēng)溫度出現(xiàn)在增加主省908m2.這樣不僅降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率，同時(shí)還降低了熱風(fēng)溫度，有利于減輕噴嘴帶火現(xiàn)象；降低了主汽溫，可減少減溫水用量.

3.2 選型

為充分考慮 ＃5爐改造空間，達(dá)到降低排煙損失和燃燒需要的熱風(fēng)溫度的最佳值，專業(yè)提出了＃5爐主省煤器改造按蝶（H）形管方案，采用蝶（H）形管方案可降低主省后煙溫至355℃，同時(shí)滿足熱風(fēng)溫度大于317℃，降低排煙溫度15℃.

3.3 改造效益

經(jīng)過計(jì)算，如果改造主省，則排煙溫度下降11℃，可提高鍋爐效率約0.5%以上.鍋爐的煤耗量從58.3t／h降低到57.8t／h，按鍋爐一年運(yùn)行7000小時(shí)估算，一年可節(jié)約燃料3500噸，按每噸煤400元計(jì)算，改造后每年可節(jié)約近140萬元，在經(jīng)濟(jì)上具有積極的作用.

3.4 改造后對鍋爐參數(shù)的影響和調(diào)控

3.4.1 對主汽溫度的影響

由于主省煤器增加受熱面而會(huì)使旁路省煤器提高出口水溫6℃，從而使主汽溫度降低6℃左右.經(jīng)計(jì)算，改造后主汽溫度仍能保持設(shè)計(jì)值（540℃），或可降低減溫水量5t／h左右.另外，對流吹灰對主汽溫度的調(diào)節(jié)幅度有25℃左右.因此，即使改造后主汽溫度降低10℃，鍋爐仍有足夠的調(diào)節(jié)能力.

3.4.2 對再熱汽溫度的影響

計(jì)算表明，主省改造后對再熱汽溫度影響很小（減少減溫水1.3t／h）.而爐膛吹灰則對再熱汽溫的調(diào)節(jié)幅度有16℃的范圍.

3.4.3 對旁路省煤器出口水溫的影響

省煤器出口水溫主要受水沸騰的限制，計(jì)算表明，改造后旁路省煤器出口水溫最高為300℃.據(jù)查表得水的壓力和飽和溫度關(guān)系如表4，根據(jù)一般要求，省煤器出口水溫應(yīng)低于飽和溫度一定范圍以保證水不會(huì)沸騰.按壓力15.0Mpa計(jì)算，水的飽和溫度為342.2℃，仍比較安全.

表4 給水的壓力和飽和溫度關(guān)系

3.4.4 改造對熱風(fēng)溫度的影響

熱風(fēng)溫度的高低，主要和鍋爐燃燒的煤種、送粉方式以及制粉系統(tǒng)干燥出力相關(guān).目前＃5爐滿負(fù)荷時(shí)熱風(fēng)溫度為350℃，而華能長興電廠主要燃用優(yōu)質(zhì)煙煤，采用熱風(fēng)送粉方式，因此這樣的溫度已足夠.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，燃燒準(zhǔn)混或大友＃2煤種，熱風(fēng)溫度在300℃以上是沒有問題的.

3.5 設(shè)備受位置、空間的限制和安全性

鍋爐尾部受熱面改造，不僅受工質(zhì)參數(shù)的限制，也受到各級受熱面的布置空間的限制.＃5在主省增加908m2受熱面，有相應(yīng)的空間可以安裝，施工工期較短，改造相對比較經(jīng)濟(jì).

3.6 受熱面改造后對鍋爐水循環(huán)的影響

參照林宗虎編寫的《鍋內(nèi)過程》第118頁對某臺(tái)400／140自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)計(jì)算示例進(jìn)行估算，表5為省煤器出口水溫提高10℃的前后的主要數(shù)據(jù)對比.可見，省煤器出口水溫提高，由于進(jìn)入下降管鍋水欠焓減少，將使起沸點(diǎn)高度降低，工作點(diǎn)左移，循環(huán)倍率下降，但通過表5計(jì)算表明，即使省煤器出口水溫上升10℃，對循環(huán)回路工作點(diǎn)及循環(huán)倍率的影響也很小，故對鍋爐水循環(huán)的可靠性影響不大.

表5 省煤器出口水溫提高10℃前后主要數(shù)據(jù)對比

4 結(jié)論和建議

（1）為了降低鍋爐的排煙溫度，安全、可靠的措施是在主省煤器增加適當(dāng)?shù)氖軣崦?，這樣工質(zhì)的參數(shù)變化比較小，需要增加的受熱面相對較少，設(shè)備在空間位置容易布置.

（2）計(jì)算表明，＃5爐在主省煤器增加908m2受熱面后，可降低空預(yù)器入口煙溫32℃，從而降低排煙溫度11℃（為154℃）.

（3）＃5爐主省受熱面改造后，主、再熱汽溫度仍能保持正常設(shè)計(jì)參數(shù)，旁路省煤器出口溫度和熱風(fēng)溫度都在正常范圍.

（4）改造主省后，排煙溫度下降11℃，可提高鍋爐效率約0.5%以上，每年可節(jié)約近140萬元燃料費(fèi)用，在經(jīng)濟(jì)上具有積極的作用.

（5）在鍋爐尾部受熱面改造的同時(shí)，一定要檢修好旁路省煤器煙道擋板，以便有調(diào)節(jié)手段.