蔣忠

【摘要】在燃煤機(jī)組的鍋爐尾部煙道加裝低壓省煤器是提高給水溫度和降低發(fā)電煤耗的有效手段。本文簡(jiǎn)要介紹低壓省煤器應(yīng)用于135MW燃煤機(jī)組上的設(shè)計(jì)理念以及實(shí)際應(yīng)用，還對(duì)江陰蘇龍熱電有限公司#1鍋爐加裝低壓省煤器后的運(yùn)行效果進(jìn)行了總結(jié)分析。

【關(guān)鍵詞】低壓省煤器；燃煤機(jī)組；應(yīng)用

燃煤電廠鍋爐各項(xiàng)熱損失中最大的是排煙熱損失，鍋爐排煙溫度一般在120～135℃左右，燃用高硫份燃料的鍋爐則高達(dá)150℃以上，如此高的排煙溫度不但浪費(fèi)能源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境熱污染。一般來(lái)說(shuō)，排煙溫度每升高15℃，鍋爐熱效率大約降低0.9%，降低排煙溫度是提高鍋爐效率最有效的手段之一。

1.概述

江陰蘇龍熱電有限公司#1爐系上海鍋爐廠制造的超高壓、單汽包、一次中間再熱、自然循環(huán)煤粉爐，額定蒸發(fā)量420t/h，露天∏型布置，單爐膛，燃燒器四角布置，雙切圓燃燒方式，固態(tài)排渣，采用容克式二分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器，制粉系統(tǒng)采用2套鋼球磨煤機(jī)中間倉(cāng)儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。

鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度156℃，而實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中由于煤種的變化排煙溫度最高可達(dá)160℃以上，導(dǎo)致了鍋爐效率低、機(jī)組度電煤耗高，同時(shí)也對(duì)爐后電除塵、脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

2.技改方案論證

2.1降低鍋爐排煙溫度的方法

降低鍋爐排煙溫度的方法多種多樣，普遍都是從優(yōu)化燃燒、增加鍋爐受熱面、安裝吹灰系統(tǒng)等方面著手，這些方法雖有一定效果，但降低鍋爐排煙溫度的幅度有限，不能有效解決鍋爐排煙溫度高的問(wèn)題，因?yàn)檫@些方法的原理都是在鍋爐高溫部位采取加強(qiáng)傳熱，往往導(dǎo)致后部對(duì)流受熱面的傳熱溫差降低、傳熱量減小，因而鍋爐實(shí)際排煙溫度降低幅度有限。

2.2低壓省煤器原理

由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)開發(fā)的低壓省煤器，其原理是從汽機(jī)低壓加熱器引出部分凝結(jié)水，與位于鍋爐尾部煙道的低壓省煤器進(jìn)行熱交換。凝結(jié)水吸收鍋爐尾部煙氣的熱量后降低排煙溫度，而自身被升溫后返回低壓加熱器系統(tǒng)。低壓省煤器串聯(lián)汽機(jī)加熱器系統(tǒng)中，充當(dāng)了低壓加熱器的作用，成為汽輪機(jī)熱系統(tǒng)的一部分，這是它不同于一般省煤器和排煙熱量余熱回收技術(shù)之處。此外，低壓省煤器將排擠汽輪機(jī)部分回?zé)岢槠?，這部分蒸汽得以在汽輪機(jī)內(nèi)繼續(xù)膨脹做功。

2.3低壓省煤器的技術(shù)特點(diǎn)：

2.3.1低壓省煤器安裝在鍋爐尾部煙道，熱量傳遞直接導(dǎo)致排煙溫度的降低，且降溫幅度大；

2.3.2可以根據(jù)電廠的要求設(shè)計(jì)受熱面積，達(dá)到調(diào)整鍋爐排煙溫度的目的；

2.3.3由于排煙溫度的降低，煙氣電除塵的運(yùn)行安全得以保證，且降低了煙氣比電阻和煙氣體積流量，除塵效率得到提升；

2.3.4由于排煙溫度的降低，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)煙氣溫度降低，脫硫裝置工藝水消耗降低；

2.3.5較之其他方法而言，低壓省煤器位于鍋爐的尾部，對(duì)鍋爐過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空預(yù)器等設(shè)備沒(méi)有影響，對(duì)鍋爐的整體熱力特性沒(méi)有影響；

2.3.6安裝方便，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煙道布置，低壓省煤器可安裝在空預(yù)器與電除塵之間的豎直煙道上。

3.主要設(shè)計(jì)方案

我公司#1鍋爐冬季平均排煙溫度為150℃左右，夏季平均排煙溫度為160℃左右，改造預(yù)期將鍋爐排煙溫度降至110℃，主要設(shè)計(jì)方案如下：

3.1低壓省煤器布置在空預(yù)器出口至電除塵器入口之間豎直煙道內(nèi)；

3.2低壓省煤器采用雙煙道逆流換熱布置方式；

3.3低壓省煤器給水點(diǎn)來(lái)自#2低加出口，回水接至#3低加進(jìn)口， 系統(tǒng)利用#2、#3低加之間的壓差，不需要外加額外的動(dòng)力設(shè)備來(lái)維持流動(dòng)；

4.設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要求

4.1為防止運(yùn)行中煙氣對(duì)低壓省煤器的磨損， 受熱面采用防腐蝕防磨損的鰭片管，此外還采取以下措施：

4.1.1所有彎頭放在煙道外面的彎頭箱內(nèi)，所有焊縫在彎頭箱內(nèi)，此種安裝方式也便于后期檢修；4.1.2迎風(fēng)面加裝2排防磨假管，前2排傳熱管壁厚增加到5mm；4.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在不影響傳熱效率的前提下盡量做到均勻布置，以避免形成煙氣走廊，防止局部嚴(yán)重磨損；4.1.4合理布置蒸汽吹灰器，有效覆蓋不留吹灰死角；4.1.5合理設(shè)計(jì)煙氣流速，既要考慮減輕磨損，又要合理利用自清灰功能；4.2防止低溫腐蝕措施：根據(jù)煤種資料煙氣露點(diǎn)溫度計(jì)算，設(shè)計(jì)煙氣溫度不能低于97℃，低壓省煤器最低金屬壁溫不能低于73℃，設(shè)計(jì)溫度為110℃，且受熱面積灰呈現(xiàn)干松狀，一方面不會(huì)造成嚴(yán)重低溫腐蝕，另一方面容易由吹灰器吹除；4.3防凍措施：在低壓省煤器本體最低點(diǎn)和系統(tǒng)管道的最低點(diǎn)都設(shè)有放水口，保證能將水疏放干凈，以便在冬季鍋爐停用時(shí)將受熱面積水放盡，防止凍壞受熱面；4.4認(rèn)真校核煙道支撐梁、柱等支撐強(qiáng)度，不發(fā)生振動(dòng)、下沉等，合理設(shè)計(jì)管道走向、管道支吊架以保證低省投入運(yùn)行不發(fā)生振動(dòng)；4.5設(shè)計(jì)足夠、合理的可供運(yùn)行在線監(jiān)測(cè)的溫度、壓力、流量等開關(guān)量和模擬量測(cè)點(diǎn)，如低壓省煤器本體前后安裝煙氣差壓測(cè)量裝置、煙氣側(cè)每個(gè)煙道進(jìn)出口各安裝兩個(gè)煙溫及水溫測(cè)點(diǎn)并引入DCS，回水管道上加裝專用化水取樣接口；4.6基管材質(zhì)為無(wú)縫鋼管20G（GB3087）/ND；4.7鰭片與基管的焊著率不低于98%；4.8蛇形管屏和聯(lián)箱出廠前分別按定值1.05MPa（除氧器額定工作壓力的1.5倍）進(jìn)行水壓試驗(yàn)；4.9對(duì)所有管子接焊縫進(jìn)行100%X射線探傷；4.10蛇形管束組裝前進(jìn)行通球試驗(yàn)。4.11低壓省煤器進(jìn)出口門、旁路門采用電動(dòng)門調(diào)整門以達(dá)快捷操作的目的，各閥門必須設(shè)計(jì)檢修平臺(tái)，放空氣管引至地面；4.12煙道設(shè)計(jì)放灰口、檢查人孔；4.13低省出口煙溫實(shí)現(xiàn)DCS自動(dòng)控制，通過(guò)低省出口煙溫反饋，自動(dòng)調(diào)整給水量，最終控制低省后煙溫。

5.結(jié)論

5.1江陰蘇龍熱電有限公司#1爐加裝的低壓省煤器投入運(yùn)行后，通過(guò)調(diào)整凝結(jié)水進(jìn)水量對(duì)排煙溫度進(jìn)行控制，在機(jī)組額定工況（設(shè)計(jì)煤種）下夏季最低可至110℃～115℃左右，冬季最低則可達(dá)105℃～110℃，基本達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期；

5.2由機(jī)組性能試驗(yàn)測(cè)得，加裝低壓省煤器后#1機(jī)組整機(jī)效率上升0.648%，供電煤耗下降1.97g/Kwh，按照年發(fā)電可利用6000小時(shí)、標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)950元/噸計(jì)算，每年可獲得150萬(wàn)元的收益，由此估計(jì)在兩年內(nèi)即可收回投資；

5.3進(jìn)入電除塵的煙氣容積流量因排煙溫度的下降而變小，除塵效率升高，機(jī)組額定工況下電除塵出口煙塵濃度較之加裝低壓省煤器前降低了2mg/Nm3左右；

5.4進(jìn)入脫硫裝置煙氣溫度降低，脫硫耗水量有所下降。