#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏分析及解決措施

王 強(qiáng)

（廣東大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 潮州515723）

0 引言

廣東大唐國(guó)際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司#1、#2 機(jī)組為600 MW機(jī)組，鍋爐型號(hào)為HG－1900/25.4－YM4，是一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的本生直流鍋爐，單爐膛、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)布置。

#1、#2 鍋爐平均排煙溫度為137 ℃，大于設(shè)計(jì)溫度125 ℃。這樣的溫度使電除塵除塵效率無法達(dá)到最佳值，煙氣的高含塵量對(duì)脫硫系統(tǒng)影響較大，對(duì)煙囪的腐蝕也很大；同時(shí)，排煙溫度高對(duì)整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性影響較大。因此，潮州發(fā)電公司2013年11月、5月分別對(duì)#1、#2爐增加了煙氣深度冷卻裝置。具體方案為：在空氣預(yù)熱器出口至電除塵入口共布置4臺(tái)煙氣冷卻器，每臺(tái)冷卻器由6組換熱元件組成，每組換熱元件自上而下共計(jì)8根管。煙氣冷卻器取水方案：煙氣冷卻器水側(cè)串聯(lián)在6號(hào)和7 號(hào)低加之間，即從7 號(hào)低加出口取全部凝結(jié)水，80.2 ℃（THA），水量1 427t/h，分別進(jìn)入電除塵前4臺(tái)煙氣冷卻器，加熱到96.6 ℃后匯入#6低加出口。

潮州發(fā)電公司#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

（1）處理煙氣量≤3 180 000m3/h；

（2）電除塵出口粉塵濃度≤30mg/Nm3；

（3）水流量：1 280m3/h；

（4）煙氣降溫幅度：最大45 ℃；

（5）本體阻力≤650Pa。

1 煙氣深度冷卻裝置泄漏情況

泄漏情況如圖1所示。

圖1 泄漏情況

1.1 #2爐泄漏情況

#2冷卻器的泄漏模塊為靠近進(jìn)口喇叭處，從煙道底部可以較明顯地看到在換熱模塊的背風(fēng)側(cè)殼體底部存在大量積灰。#4冷卻器煙道的泄漏模塊處在迎風(fēng)面的第一層模塊上，站在煙道內(nèi)已經(jīng)可以明顯看到在迎風(fēng)面上4號(hào)煙道最下層換熱模塊已全部被積灰所覆蓋。

對(duì)比迎風(fēng)面上未發(fā)生泄漏的換熱模塊可發(fā)現(xiàn)，其上管排較為干凈，并沒有太多灰分的積累。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)使用測(cè)厚儀測(cè)量假管得到管厚約為3.2mm。

2015年2月，為進(jìn)一步確認(rèn)換熱管泄漏具體位置，以便提供更合理的解決方案，對(duì)泄漏煙道底板進(jìn)行切割、檢查，以進(jìn)一步確定泄漏原因。#2、#4冷卻器泄漏，并且漏點(diǎn)較為嚴(yán)重。漏點(diǎn)位置均為冷卻器最下層最下面一根管自電除塵側(cè)向空預(yù)器側(cè)數(shù)第3根管。

1.2 #1爐泄漏情況

#1、#2、#3、#4冷卻器均泄漏，其中#2、#3 冷卻器漏點(diǎn)較為嚴(yán)重，漏點(diǎn)位置均為冷卻器最下層最下面一根管自電除塵側(cè)向空預(yù)器側(cè)數(shù)第3根管。

2 原因分析

綜合#1、#2爐煙氣深度冷卻換熱裝置泄漏的實(shí)際情況，可以得出換熱模塊泄漏的原因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn)：

（1）為使得換熱模塊及殼體上盡可能少產(chǎn)生積灰，在換熱模塊的殼體設(shè)計(jì)中，對(duì)殼體底板與水平面設(shè)置了一個(gè)小角度的溜角，方便殼體上的積灰溜走，從而避免殼體積灰。但是由于該溜角的存在，殼體底板與模塊底部之間形成了一個(gè)平均高度為350mm 左右的縫隙，同時(shí)由于煙氣的自然沉降，大顆?；姨幱谡麄€(gè)風(fēng)場(chǎng)的下部，而由于殼體底板與換熱模塊間的縫隙風(fēng)阻遠(yuǎn)小于換熱模塊間的風(fēng)阻，在鍋爐運(yùn)行過程中，大量煙氣攜帶大顆粒灰進(jìn)入該縫隙，形成了一個(gè)“煙氣走廊”，反復(fù)沖刷模塊底部幾層的換熱管，最終造成了換熱管泄漏。

（2）#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置入口煙道導(dǎo)流板形式采用了“網(wǎng)格式”的結(jié)構(gòu)方式，在煙道下部和側(cè)部會(huì)形成較為紊亂的氣場(chǎng)渦流現(xiàn)象，對(duì)于換熱管的沖刷影響也比較明顯。

3 解決措施

（1）由于現(xiàn)場(chǎng)灰塊的積累量較大，甚至大量飛灰結(jié)塊積累在換熱管排內(nèi)部，無法徹底清理干凈。采用高壓水槍沖洗換熱管排間的積灰塊，在將換熱管排間的積灰清理干凈后再進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

（2）將#1～#4冷卻器最下面一層最下面一根管在聯(lián)箱處進(jìn)行堵管處理，防止已磨損的管路再一次發(fā)生泄漏。

（3）針對(duì)換熱模塊與殼體底板之間的“煙氣走廊”，在換熱模塊底部加設(shè)一塊3mm 的薄板（為增強(qiáng)薄板強(qiáng)度，使其不致發(fā)生扭曲，在板上焊接小角鋼），并在薄板兩端加焊兩塊強(qiáng)度較大的厚板，用以支撐換熱模塊下方的薄板，最終將整個(gè)換熱模塊下部隔絕成兩個(gè)獨(dú)立的箱體結(jié)構(gòu)，使煙氣無法從換熱模塊與殼體底板之間通過。具體施工方案如圖2所示。

（4）割除煙道導(dǎo)流板下部?jī)蓪訖M向均流板，避免煙氣渦流的形成。具體施工方案如圖3所示。

圖2 在換熱模塊底部加設(shè)薄板

圖3 割除煙道導(dǎo)流板下部?jī)蓪訖M向均流板

4 結(jié)論

（1）通過對(duì)煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏原因的分析可以看出，原始設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的問題，這是導(dǎo)致煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏的直接原因。

（2）通過改變煙道內(nèi)部流場(chǎng)設(shè)計(jì)，消除換熱元件與殼體底板之間的“煙氣走廊”，避免了煙氣渦流的形成，徹底解決了煙氣深度冷卻裝置泄漏的問題。