鍋爐低溫省煤器節(jié)能改造技術(shù)

任海燕 李剛

摘 要：針對東海拉爾發(fā)電廠50MWCFB鍋爐受到煤種變化及尾部受熱面積灰嚴重等問題，造成鍋爐實際運行排煙溫度遠高于設(shè)計值，排煙溫度過高，排煙損失大，嚴重影響機組帶負荷能力和電袋除塵器布袋的壽命。文章結(jié)合電廠實際運行情況，通過加裝低溫省煤器系統(tǒng)，有效降低了鍋爐排煙溫度，達到節(jié)能效果，具有較高推廣價值。

關(guān)鍵詞：低溫省煤器；節(jié)能；排煙溫度

1 概述

由于電廠50MWCFB鍋爐在運行中存在排煙溫度高的問題，一直困擾著電廠運行調(diào)度，最高時排煙溫度高達200℃，嚴重影響了鍋爐運行安全，運行中常采用降低負荷運行的方式來維持，機組帶負荷能力及運行經(jīng)濟性都下降，且排煙溫度常年平均值約為180-190℃，遠高于設(shè)計值。因此，實施排煙余熱技術(shù)方案對于該鍋爐具有很大的安全和經(jīng)濟意義。

2 鍋爐運行高溫問題分析

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，鍋爐受到煤種變化及尾部受熱面積灰嚴重等問題的影響，鍋爐實際運行排煙溫度遠高于設(shè)計值。針對鍋爐排煙溫度高的問題，從尾部受熱面積灰、煤質(zhì)變化及受熱面布置等方面進行分析，具體原因[1]如下：

（1）尾部受熱面積灰

經(jīng)過實地檢查，爐高、低溫過熱器積灰嚴重，管子外表面已基本被積灰覆蓋，在管壁上有一層灰垢，較難清理；省煤器管排迎風(fēng)面積灰較輕、松散，背風(fēng)面積灰粘性較大。

（2）煤質(zhì)變換的影響

鍋爐設(shè)計煤種為寶日希勒褐煤，現(xiàn)燃燒用煤主要為伊敏褐煤，由于兩種煤燃燒后灰組分的不同，導(dǎo)致受熱面積灰嚴重。伊敏煤灰分中二氧化硅及三氧化二鋁的含量比寶日希勒煤灰分中該成分的含量分別低18.35%與6.36%。而二氧化硅及三氧化二鋁是較耐高溫、較硬的成分，含量較高時易對受熱面產(chǎn)生磨損，但同時對受熱面的積灰也會起到清除的作用。伊敏煤的灰分中堿金屬的含量比寶日希勒煤高。堿金屬化合物熔點溫度較高，在遇到受熱面等低溫物體時，會凝結(jié)在低溫物體表面上，在高溫?zé)煔忾L時間的燒結(jié)作用，形成灰垢。此后在灰垢的表面會粘附一些難熔灰分的固體顆粒，形成松散性積灰。

（3）受熱面布置原因

對比鍋爐熱力計算表與運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)二次風(fēng)空預(yù)器前后煙氣溫降與設(shè)計值偏差較大，二次空預(yù)器設(shè)計煙氣溫降為76.3℃，而實際溫降只有20℃。同時，按熱力計算書提供的各受熱面進、出口煙氣溫度計算的各受熱面煙氣焓降與計算書提供的傳熱量相差較大，可能是由于熱力計算失準，受熱面布置不合理導(dǎo)致的。

3 關(guān)鍵技術(shù)措施

與其他煙氣余熱利用系統(tǒng)相比較，本方案關(guān)鍵點為：排煙余熱充分利用、換熱效果好。本方案在除塵器前布置低溫省煤器，夏季冷卻水源為凝結(jié)水，水溫為75℃，加熱后水溫達到142.9℃。排煙溫度從200℃降低到138℃。冬季冷卻水源為熱網(wǎng)疏水，熱網(wǎng)疏水來自疏水母管，水溫一般為110℃，加熱后水溫達到143.5℃。排煙溫度從200℃降低到150℃。

（1）防止積灰采取的技術(shù)措施

關(guān)于防止受熱面積灰，也是本設(shè)計重點考慮的因素[2]。

a.設(shè)計合適的煙速，利用煙氣的自吹灰能力清除管壁積灰。

b.螺旋翅片貼壁灰濃度小于平均灰濃度，這種結(jié)構(gòu)特點可減輕換熱管上的積灰。

c.本方案采用了防止低溫腐蝕的技術(shù)措施，可以有效保證受熱面金屬壁溫處于煙氣露點之上，避免“結(jié)露”現(xiàn)象的發(fā)生，從而避免了濕管壁粘灰現(xiàn)象，可防止積灰。

（2）防止磨損采取的技術(shù)措施

將受熱面布置在上行煙道中有較多的工程實際，能夠充分降低煙氣流速而不發(fā)生積灰。本方案在受熱面防止磨損方面采取的措施有：在合理范圍內(nèi)采用較低的煙氣流速，能夠有效降低受熱面整體的磨損；煙道前增加導(dǎo)流板，防止煙氣偏流導(dǎo)致的局部磨損；受熱面彎頭采用防磨護瓦；在低溫省煤器煙氣的前排受熱面設(shè)置厚壁管，用于防止前排磨損等。

（3）對汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)的影響

低壓省煤器與汽機回?zé)嵯到y(tǒng)并聯(lián)，當(dāng)投運低壓省煤器時，汽輪機低壓缸抽氣減少，低壓缸向高壓缸推力增加，低壓缸動靜葉差脹增大，可能會導(dǎo)致動靜摩擦，振動大，推力軸承溫度升高等問題，經(jīng)核算實際變化量很小，不影響汽輪機及回?zé)嵯到y(tǒng)的正常運行。

4 節(jié)能改造方案

低溫省煤器設(shè)備安裝于空氣預(yù)熱器后，電除塵前的水平煙道上。系統(tǒng)水側(cè)采用母管制，凝結(jié)水進入低溫省煤器系統(tǒng)供水母管，經(jīng)增壓循環(huán)泵增壓后送至低溫省煤器。低溫省煤器按照出口凝結(jié)水的去向不同分為非供暖期與供暖期兩種工況，兩種工況啟動、運行操作各不相同。非供暖期工況時，利用汽輪機的凝結(jié)水作為該系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)，以降煙氣溫度；供暖期工況時，低溫省煤器系統(tǒng)與汽輪機及除氧器系統(tǒng)切斷，成為獨立的閉式水循環(huán)，系統(tǒng)內(nèi)的水仍為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)低溫省煤器加熱后進入到二次冷卻器，與熱網(wǎng)回水進行熱交換，冷卻后的凝結(jié)水再進入到低溫省煤器內(nèi)進行加熱，換熱后的熱網(wǎng)回水則匯入熱網(wǎng)回水主管路中。該系統(tǒng)按供暖期工況運行，低溫省煤器出口煙氣溫度平均降低45-65℃左右，該部分熱量被熱網(wǎng)水吸收。

具體為在非供暖期正常運行時為避免低溫省煤器發(fā)生低溫腐蝕，必須實時監(jiān)控低溫省煤器入口水溫；低溫省煤器入口水溫控制范圍：60℃～70℃；為保證低溫省煤器后游設(shè)備的安全，應(yīng)監(jiān)控溫省煤器出口煙溫；低溫省煤器出口煙溫控制范圍：100℃～140℃；文章設(shè)計工況為機組凝結(jié)水全流量運行，流量不需要調(diào)節(jié)，但通過調(diào)節(jié)低溫省煤器入口水溫，可以間接控制低溫省煤器的出口煙溫。低溫省煤器的入口水溫調(diào)節(jié)方法如下：

（1）低溫省煤器的入口水溫是通過調(diào)節(jié)閥完成的，當(dāng)入口水溫不足60℃時，減小調(diào)節(jié)閥的開度，降低凝結(jié)水低加出口的取水流量（或關(guān)閉調(diào)節(jié)閥），直到滿足進水溫度要求。

（2）當(dāng)入口水溫過高，導(dǎo)致低溫省煤器出口煙溫過高時（大于140℃），增加調(diào)節(jié)閥開度，直到出口煙溫符合要求。

5 結(jié)束語

為了降低排煙溫度至設(shè)計值，回收煙氣熱量，提高鍋爐運行安全性和帶負荷能力。文章的節(jié)能改造方案從運行情況來看，經(jīng)過加裝低溫省煤器系統(tǒng)后，排煙溫度可以由190℃降低到設(shè)計值（140℃），汽輪機回?zé)嵝侍岣?，真正起到了?jié)能、安全雙重的作用。

參考文獻

[1]麥忠安.寧夏英化熱電公司鍋爐省煤器改造[J].寧夏電力，2014，5：13.

[2]虞長達.鍋爐排煙溫度高的原因分析及解決措施[J].中國科技博覽，2014（32）：51-52.

作者簡介：任海燕（1980，3-），女，民族：漢，河北省人，單位：華能呼倫貝爾安泰熱電有限公司東海拉爾電廠，工程師，主要研究節(jié)能與降耗，熱工自動化。