降低油田電站鍋爐排煙溫度改造

金怡

摘 要：某油田電站鍋爐運行過程中，實際排煙溫度一直高于設(shè)計排煙溫度，經(jīng)過鍋爐性能試驗，找出排煙溫度偏高的原因。通過提高鍋爐過熱器部位子清理能力及尾部受熱面改造，有效降低排煙溫度，提高鍋爐效率，取得較好經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：鍋爐;過熱器;排煙溫度;尾部受熱面

某油田電站#1、#2鍋爐為中間倉儲式煤粉爐，于2006年7月投產(chǎn)，設(shè)計過熱蒸汽溫度540±5℃，排煙溫度128.7℃。運行后，鍋爐實際排煙溫度160℃左右，超出設(shè)計值30℃左右，經(jīng)多次調(diào)試，排煙溫度無明顯降低。鍋爐排煙溫度高低直接影響排煙熱損失，溫度升高10-15℃，熱損失約增加1%，鍋爐效率降低約1%，能耗增加2.5g/kWh左右。當排煙溫度超溫嚴重時，影響預熱器和鍋爐的安全運行。因此，降低鍋爐排煙溫度對于鍋爐節(jié)能降耗及安全經(jīng)濟運行有重要意義。

1 改造背景

對#1、#2鍋爐性能試驗，并對鍋爐受熱面校核計算，得出#1、#2鍋爐排煙溫度長期高于設(shè)計值的原因是尾部受熱面（過熱器、節(jié)能器）面積偏小。調(diào)試過程為了降低鍋爐輔機電耗，鍋爐配風方式由平衡通風改為束腰通風，爐膛火焰中心降低，造成鍋爐過熱蒸汽溫度低于設(shè)計值10℃～15℃。#1、#2鍋爐摻燒Na、K鹽含量高的煤種，極易粘結(jié)在尾部受熱面，造成尾部受熱面換熱效果變差，鍋爐過熱蒸汽溫度低、排煙溫度高的問題愈發(fā)嚴重，截至#1、#2鍋爐尾部受熱面改造前，鍋爐過熱蒸汽溫度長期保持在525℃（鍋爐吹灰時，溫度更低）左右，排煙溫度高于170℃。鍋爐效率低下，能耗高，經(jīng)濟效益差。綜合分析#1、#2鍋爐受熱面特性，改造六期鍋爐尾部受熱面技術(shù)，合理增加#1、#2鍋爐尾部受熱面積。

2 改造方案

2.1 提高鍋爐過熱器部位的自清理能力

在鍋爐高溫過熱器和大屏過熱器中間加裝4臺長伸縮式吹灰器，每臺爐左右各兩臺，分上、下兩層。長伸縮式吹灰器利用鍋爐低溫過熱器蒸汽，氣源充足、壓力穩(wěn)定，定期對高溫過熱器和大屏過熱器表面進行清掃，避免過熱器表面結(jié)焦，保證了過熱器的換熱效果。主要工作量包括：設(shè)計安裝長伸縮式吹灰器;現(xiàn)場所有管路連接、安裝及支架安裝;電氣控制柜的安裝及電氣控制柜至吹灰器之間的電線、電纜及其他電纜、電線的連接;水冷壁讓管和爐墻保溫的恢復。

2.2 尾部受熱面改造

2.2.1 增加低溫過熱器受熱面積

根據(jù)設(shè)備運行情況，通過熱力校核計算，當過熱器受熱面積增加134.4m2后，可使過熱器出口溫度達到540+（5～10）℃，且減溫水可投入使用，滿足鍋爐經(jīng)濟安全運行要求。因此，對高溫過熱器后部每排多增加兩圈過熱器管屏（每臺爐低溫過熱器共有67排管組成）。

2.2.2 對一、二級節(jié)能器改造

鍋爐節(jié)能器及空預器在尾部分兩級交叉布置，在原設(shè)計燃料額定工況下，二級節(jié)能器出口煙溫為414.4℃，一級出口煙溫為252℃。根據(jù)運行記錄統(tǒng)計均值，二級節(jié)能器出口實際煙氣溫度為472.8℃，一級出口實際煙氣溫度為281.6℃。可見鍋爐現(xiàn)有節(jié)能器的實際換熱面積偏少。經(jīng)熱力校核計算，讓鍋爐排煙溫度達到設(shè)計值128℃，并滿足SCR脫硝技術(shù)要求，二級和一級節(jié)能器受熱面需分別增加998.6m2和1377.1m2。因鍋爐尾部增加受熱面管排，受尾部空間尺寸限制，再加上尾部高度空間上要布置脫硝煙氣接出接入口，大約需騰出5～6m空間，原來占據(jù)空間較大的光管式節(jié)能器不能滿足改造條件。將目前使用光管式一、二級節(jié)能器拆除，更換為傳熱系數(shù)高、煙氣側(cè)阻力小，占用空間小、防磨損H型鰭片管式節(jié)能器。

H型鰭片管式節(jié)能器采用鰭片式設(shè)計，擴展了散熱面積，采用閃光電阻焊工藝方法，其焊接后焊縫熔合率高具有良好的熱傳導性能，可達到節(jié)能器管道內(nèi)水溫溫升迅速并且增溫幅度高的效果，與增加同等散熱面積其他形式節(jié)能器相比，H型節(jié)能器的焊口最小，能降低加工難度和成本，焊縫抗拉強度大，把焊接會造成不確定性危害降到最低，提高節(jié)能可靠性。主要工作量是拆除原鍋爐一、二級節(jié)能器和部分低溫過熱器管并安裝H型鰭片管節(jié)能器管排和低溫過熱器管。

3 改造效果

①鍋爐排煙溫度由改造前170℃～185℃降到125℃～135℃，大幅節(jié)約能源，提高鍋爐效率。項目完成后，二級節(jié)能器出口溫度由改造前260℃升高到275℃，按照#1爐運行時間2461h，負荷率87.80%，給水總量M2=475366t，#2爐運行時間7481h，負荷率86.32%，給水總量M1=1420671t，鍋爐燃料低位發(fā)熱量Q=21.23MJ/kg計算，兩臺鍋爐節(jié)約原料為：

（溫度260℃、壓力11MPa給水焓值h1=1133.6kJ/kg;溫度275℃、壓力11MPa、給水焓值h2=1208.3kJ/kg）;②鍋爐過熱蒸汽溫度提高15℃，恢復到設(shè)計值，保證汽輪機進汽溫度，提高15℃，效率增加0.75%，消除汽輪機進汽溫度低造成末級葉片汽蝕的問題;③通過尾部受熱面改造，鍋爐二級節(jié)能器出口煙氣溫度340℃～400℃，保證了脫硝反應(yīng)器氨氣和氮氧化物充分反應(yīng)。

綜上所述，降低#1、#2鍋爐排煙溫度技術(shù)改造是建立在對受熱面吸熱綜合判斷基礎(chǔ)上，采用加裝長伸縮式吹灰器、增加一圈低溫過熱器、將一、二級光管式節(jié)能器更換為H型節(jié)能器的復合技術(shù)路線，在合理增加低溫過熱器，一、二級節(jié)能器受熱面積的同時，提高大屏過熱器和高溫過熱器管壁的自清理能力。一次性解決#1、#2鍋爐長期存在的排煙溫度高、主蒸汽溫度偏低、減溫水無法正常投用及過熱器部位結(jié)焦難以及時清理的問題，經(jīng)過近兩年的運行檢驗，達到預期效果。