淺談鍋爐暖風器節(jié)能及優(yōu)化控制

楊玉濤

濟南山源環(huán)?？萍加邢薰?山東濟南 250101

1 設備概況

鍋爐模型SG2059/17.5-M915發(fā)電有限責任公司,全鋼框架式汽型汽包爐。鍋爐為亞臨界參數,控制周期,四角切向燃燒模式,一個中間再熱,單爐膛平衡通風、固態(tài)排渣,緊身的結構,和兩個回轉式空氣預熱器。為了防止空氣預熱器冷段的低溫腐蝕，在空氣預熱器進口安裝了SHA型鍋爐加熱器。一次側空氣加熱器的設計壓力為1.2 mpa,設計溫度為360°C,換熱面積495平方米。采用第二種改進的滾壓螺旋翅片管。二次空氣側加熱器的設計壓力為1.2 mpa,設計溫度為360°C,換熱面積是1200平方米。采用第二種改進的螺旋翅片管。

2 運行中存在的問題

（1）風阻過大。由于加熱器(無錫華通翅片管加熱器)翅片交錯布置兩排換熱管，管間距小，風阻過大，導致風機輸出功率和功耗過大。當風機輸出量較大時，冷氣通道過大，機組不能滿負荷正常運行。（2）暖風器差壓大。由于加熱器的螺旋翅片管布置螺距較小，在機組運行時，加熱器的壓差較大。隨著空氣進入的碎片會逐漸沉積在散熱器上，增加風道阻力，進一步增加風機出口壓力，造成一次風機頻繁失速，增加一次風機和二次風機的單次消耗。（3）疏水控制過于簡單。加熱器系統(tǒng)的整個疏水控制部分結構簡單，沒有有效的調節(jié)手段，在運行過程中疏水性差影響了加熱器的換熱效果。疏水控制是加熱器系統(tǒng)正常使用的關鍵。如果疏水控制不當，系統(tǒng)管路內存儲器受壓過大，會嚴重降低熱交換率。從系統(tǒng)的控制方式來看，加熱器前后沒有可靠的溫度測量。加熱系統(tǒng)只能根據空氣預熱器進氣口的空氣溫度來控制蒸汽體積的傳熱和蒸汽壓力控制系統(tǒng)。（4）暖風器結垢嚴重。加熱器垂直布置，標高10m。清洗加熱器存在較大的安全隱患。如果加熱器漏水，就比較難處理。圖1為鍋爐加熱器長時間運行后的污垢情況。風機風道進口帶來的粉塵、飛蟲等雜物會逐漸沉積在螺旋翅片上，逐漸增大風道阻力，造成螺旋翅片嚴重污染，影響機組長期安全高效運行。

3 暖風器改造及控制方式

為了減少空氣阻力的空氣管加熱器時不需要操作,降低風機的能耗,實現節(jié)能,并降低加熱器,加熱器的沖刷和磨損,所以主空氣加熱器的技術改造。固定加熱器改為密封拉動式，減少非冬季阻力，節(jié)約工廠用電。

（1）方案理論分析。①原翅片管結構和密封拉式加熱器叉排的布置不影響傳熱系數。②密封拉動式加熱器換熱金屬材料相對優(yōu)化，熱阻相對較低，換熱系數相對增大，換熱效果增強。③增加了密封拉式加熱器的相對空間，在一定程度上增加了熱耗散。然而，由于熱源足以提供熱量，因此微小的熱耗散是可以忽略不計的。④密封式拉動式加熱器拔下時一次風阻力降低約300Pa，大大降低了一次風機的功耗。⑤采用密封拉式加熱器，可減少拔管時管壁的腐蝕磨損，減少堵塞風險?？紤]到改造后的換熱，降低電阻，減少磨損，減少磨損，可以看出將固定加熱器改為密封拉拔方案是可行的，有利于加熱器的長壽命和低能耗運行。

（2）方案概況。密封拉動式加熱器的主要部件為(圖1)：外殼框2和管式換熱元件1;外殼框架2用螺栓固定在鼓風機與空氣預熱器之間，內部為容納空間。所述容納空間包括第一容納部和第二容納部，所述第一容納部與所述鼓風機的出風道和所述空氣預熱器的進風道相通;殼體外框2有汽管孔，汽管孔的直徑不小于汽管內法蘭的外徑(帶內螺紋)8;蒸汽管的外部設有蒸汽外法蘭9，蒸汽外法蘭9焊接固定在蒸汽管孔外，蒸汽管(可拆卸彎頭)4與蒸汽外法蘭9連接輸入蒸汽。在外殼框2上設有人孔6，方便檢查或更換管狀換熱元件1。

（3）運行方式：

①冬季環(huán)境溫度較低時，安裝加熱器，防止低溫腐蝕。如圖2所示，蒸汽管(可拆卸彎頭)4的端部用第一法蘭10固定;當管式熱交換元件1降至第一個接收部分的位置,第一個法蘭10,蒸汽外法蘭9和蒸汽內法蘭(內螺紋)8由螺栓固定連接,這樣進汽管7與蒸汽管(可移動的肘部)4,達到良好的密封效果。外殼框2還設有冷凝水管孔;所述冷凝水管孔設有冷凝水外法蘭;所述管式換熱元件1的冷凝水出水管與所述冷凝水內法蘭連接;冷凝水管(可拆卸軟管)的第二法蘭固定在5端。其中,當管式熱交換元件1降至第一容納部分的位置,冷凝水內法蘭(內螺紋)延伸到凝結水管孔,第二個法蘭,冷凝水外法蘭和冷凝水內法蘭通過螺栓固定連接,和冷凝液出口管連接到冷凝水管(可拆卸軟管)5排放冷凝水。

②在非冬季節(jié)，當環(huán)境溫度高于平均10°C,第一法蘭10蒸汽管(可移動的肘部)4和第二凸緣的冷凝管(可拆卸軟管)5分別與蒸汽外法蘭9和凝析油外凸緣,把鋼絲繩滑管式熱交換元件1到第二的位置容納部分,和蒸汽外法蘭9和外殼上的冷凝水第二幀蒙蔽了法蘭的第一法蘭11和第二法蘭、管式熱交換元件1從出口管道關閉外殼框架2的住宿空間。有效降低風道內空氣阻力，降低風機功耗。

4 改造效果

加熱器更換為翅片管換熱器后，將空氣加熱至所需溫度，換熱效果良好。在冬季也能將一、二次冷風加熱到30℃以上。所采用的暖風器自動控制裝置(水側調節(jié))能有效抵消環(huán)境溫度變化的影響，使鍋爐空氣預熱器空氣進口端的冷端金屬壁溫控制在恒溫73℃，并且可實現自行調節(jié)，能夠有效預防鍋爐低溫腐蝕。暖風器加熱溫度實現動態(tài)可調后，還實現了暖風器蒸汽消耗量的降低，每臺一次風暖風器每小時節(jié)約蒸汽量為4．64t，每臺二次風暖風器每小時節(jié)約蒸汽量為3．47t。且隨著環(huán)境溫度升高，暖風器出風溫度基本不變，使得鍋爐排煙溫度不會隨著環(huán)境溫度的升高而升高，有效保證了鍋爐效率。