1 075 t/h鍋爐再熱器欠溫改造方法

沈海華

(上海電力股份有限責(zé)任公司，上海　200010)

運行與改造

1 075 t/h鍋爐再熱器欠溫改造方法

沈海華

(上海電力股份有限責(zé)任公司，上海200010)

針對某電廠1 075 t/h鍋爐汽輪機(jī)通流改造后再熱器進(jìn)口蒸汽溫度降低，導(dǎo)致再熱器出口汽溫達(dá)不到設(shè)計參數(shù)，根據(jù)此鍋爐再熱器受熱面布置方式和特點，在不改變原再熱器受熱面整體布置結(jié)構(gòu)的情況下，創(chuàng)新性地采用特殊的三通結(jié)構(gòu)，在保證受熱面流量分配和壁溫安全的情況下，將中溫再熱器和高溫再熱器受熱面進(jìn)行增容，加大中溫再熱器和高溫再熱器的受熱面積，提升再熱器出口汽溫，有效解決了再熱器欠溫問題。

鍋爐;再熱器;欠溫;改造

某電廠1 075 t/h鍋爐汽輪機(jī)通流改造后，再熱器進(jìn)口蒸汽溫度降低，導(dǎo)致再熱器出口汽溫達(dá)不到設(shè)計參數(shù)。根據(jù)對鍋爐實際運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在300 MW負(fù)荷下，高溫再熱器出口汽溫一般在525℃，比原設(shè)計值低15 K。為解決再熱器欠溫問題，增加再熱器受熱面面積是最有效直接的方法。筆者介紹了再熱器欠溫改造方法，對同類型機(jī)組上解決再熱器欠溫問題具有重要推廣意義。

1　鍋爐概況

某電廠1 075 t/h鍋爐為亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐，單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、鋼構(gòu)架、固態(tài)排渣、燃煤鍋爐。鍋爐采用П形布置，燃燒器四角切圓布置，爐架為全鋼結(jié)構(gòu)。除回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器外，鍋爐本體由擱置在立柱頂部的頂板懸吊。鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，主要設(shè)計參數(shù)見表1。

表1　鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

再熱蒸汽按流程分為三級:壁式再熱器→中溫再熱器→高溫再熱器。壁式再熱器出口集箱與中溫再熱器進(jìn)口集箱采用大口徑管連接，中溫再熱器與高溫再熱器之間未設(shè)集箱，中溫再熱器出口與高溫再熱器進(jìn)口之間直接采用小口徑管道連接。中溫再熱器布置在后屏過熱器后，共29片，管子規(guī)格為d=60 mm、δ=4 mm，橫向節(jié)距為457.2 mm，縱向節(jié)距為70 mm，每片由14根管子繞成U形。高溫再熱器布置在中溫再熱器之后共58片，橫向節(jié)距為228.6 mm，縱向節(jié)距為120 mm，每片由7根d=60 mm、δ=4 mm管子并繞成U形。

2　改造前存在的問題

鍋爐汽輪機(jī)通流改造后，再熱器進(jìn)口蒸汽溫度降低，導(dǎo)致再熱器出口汽溫達(dá)不到設(shè)計參數(shù)。

圖2為改造前300 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。

從圖2運行情況看，改造前300 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為523℃。

圖3為改造前210 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。

從圖3運行情況看，改造前210 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為515℃。

圖4為改造前160 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。

從圖4運行情況看，改造前160 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為504℃，鍋爐再熱器汽溫運行偏低，嚴(yán)重影響機(jī)組運行經(jīng)濟(jì)性。

3　再熱器欠溫增容改造方法

3.1改造基本思路

在保證鍋爐出力、鍋爐效率不低于改造前等經(jīng)濟(jì)參數(shù)外，通過提高再熱器出口蒸汽溫度至設(shè)計參數(shù)，且保證再熱器各級受熱面管材壁溫在安全范圍內(nèi)，使得鍋爐安全穩(wěn)定地運行。再熱器進(jìn)口汽溫、壓力、流量一定的情況下，提高再熱器汽溫最有效的辦法為增加再熱器受熱面積，增加再熱蒸汽的吸熱量。在中溫再熱器和高溫再熱器集箱不開孔的情況下，通過三通管增加屏式再熱器和高溫再熱器管圈數(shù)量，從而增加屏式再熱器和高溫再熱器受熱面積。

再熱器改造方案熱偏差系數(shù)選用:

(1)沿爐膛寬度的熱偏差系數(shù)選取。計算選取再熱器的最大屏間熱偏差系數(shù)為1.2，給改造后運行留一定的安全控制裕度，以保證再熱器管子的安全運行。

(2)同屏熱偏差系數(shù)選取。受熱面同屏熱偏差系數(shù)一般相對比較穩(wěn)定，計算選取同屏熱偏差系數(shù)主要依據(jù)理論計算結(jié)果。

合理優(yōu)化選擇管子規(guī)格，用較少規(guī)格的管子調(diào)整同屏流量偏差;保證新增加管子汽溫和壁溫在安全使用溫度范圍以內(nèi);同時使原設(shè)計各管子的汽溫和壁溫升高較小，保證汽溫和壁溫在各管子的安全使用溫度范圍以內(nèi)。

3.2改造方案

依據(jù)改造方案的基本思路，經(jīng)過具體的理論計算，并結(jié)合鍋爐再熱器的具體結(jié)構(gòu)，確定再熱器欠溫增容改造方案爐內(nèi)部分，同時涉及中溫再熱器和高溫再熱器。改造方案示意圖見圖5。

具體改造方案為:

(1)通過中溫再熱器爐外三通管變化，將中溫再熱器原設(shè)計14根套管增加為16根套管，新增2根管出中溫再熱器后經(jīng)過規(guī)格變化后再進(jìn)入爐內(nèi)，成為高溫再熱器外圈管，并延伸到下部，最后出爐外跟原設(shè)計高溫再熱器第1根管合并進(jìn)入再熱器出口集箱。

(2)原設(shè)計高溫再熱器出口爐外連接管變?yōu)閐=38 mm，壁厚從5.5 mm到6.5 mm，起到再熱器受熱面管流量調(diào)節(jié)作用。

(3)中溫再熱器新增2圈管的外1圈管，以及高溫再熱器新增的外1圈管，在有吹灰器的位置相應(yīng)增加防磨罩，以防止蒸汽吹損新增管子。

(4)新增中溫再熱器受熱面積為323 m2，新增高溫再熱器受熱面積為394 m2，計算再熱器額定工況溫升增加約16 K［1-2］。

4　改造效果

通過采用三通結(jié)構(gòu)，增加中溫再熱器和高溫再熱器的受熱面積，有效地解決了鍋爐再熱器欠溫的問題。圖6為改造后300 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。從運行情況看，改造后300 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為539℃，再熱蒸汽溫度恢復(fù)到了設(shè)計值，比改造前提升16 K。圖7為改造后210 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。從運行情況看，改造后210 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為533℃，再熱蒸汽溫度比改造前提升18 K。圖8為改造后160 MW負(fù)荷下再熱汽溫運行統(tǒng)計值。從運行情況看，改造后160 MW負(fù)荷下再熱蒸汽溫度平均值為524℃，再熱蒸汽溫度比改造前提升20 K。

5　結(jié)語

運用再熱器欠溫改造方法，可有效解決同類型機(jī)組再熱器欠溫問題。參照300 MW等級鍋爐再熱汽溫耗差分析，300 MW等級鍋爐再熱汽溫每變化1 K，影響發(fā)電煤耗0.071 g/(kW·h)。該鍋爐改造后額定負(fù)荷工況下，再熱汽溫提升16 K，可節(jié)約發(fā)電煤耗1.136 g/(kW·h);不僅具有良好的直接經(jīng)濟(jì)效益，社會效益也十分明顯;既節(jié)約了能源，又直接減少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放，符合國家節(jié)能減排政策的發(fā)展趨勢。

［1］哈爾濱普華煤燃燒技術(shù)開發(fā)中心.大型煤粉鍋爐燃燒設(shè)備性能設(shè)計方法［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.

［2］馮俊凱，沈幼庭.鍋爐原理及計算［M］.北京:科學(xué)出版社，2003.

Retrofit on Insufficient Temperature of a 1 075 t/h Boiler Reheater

Shen Haihua
(Shanghai Electric Power Co.，Ltd.，Shanghai 200010，China)

To solve the problem of insufficient outlet steam temperature of a reheater resulted from lowered inlet steam temperature after flow path reconstruction of a 1 075 t/h boiler，a special three-way structure is adopted to expand the capacity and area of heating surfaces in the medium-and high-temperature reheater，so as to improve the outlet steam temperature up to the design value，under the premise that the general arrangement and structure of the original reheater are not changed，the flow distribution in heating surfaces is guaranteed，and the wall temperature is kept under the allowable limit.

boiler;reheater;insufficient temperature;retrofit

TK223.3

A

1671-086X(2016)01-0050-04

2015-07-03

沈海華(1964—)，男，工程師，主要從事電力生產(chǎn)、科研技術(shù)管理工作。

E-mail:shenhh@shanghaipower.com