任　為，牛金山，張希光，寧維云，劉寶元(太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇蘇州215433)

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320 MW機(jī)組鍋爐再熱器受熱面改造實(shí)例分析

任為，牛金山，張希光，寧維云，劉寶元
(太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇蘇州215433)

摘要：介紹了320 MW機(jī)組鍋爐再熱器受熱面改造工程實(shí)例，根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)特性，對(duì)比不同的改造方案，選取合適的改造方案。通過(guò)減少再熱器受面改造，降低了再熱汽溫，減少再熱減溫水量。對(duì)比改造前后鍋爐實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析了鍋爐再熱器受熱面改造產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果和改造所帶來(lái)影響，值得同類型機(jī)組借鑒和分享。

關(guān)鍵詞：再熱器；技術(shù)改造；減溫水；節(jié)能增效

太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司6號(hào)爐是上海鍋爐廠有限公司設(shè)計(jì)制造的配320 MW機(jī)組的鍋爐。近幾年電廠為降低發(fā)電成本，采購(gòu)煤炭越來(lái)越偏離原設(shè)計(jì)煤種，摻燒劣質(zhì)煤也成為主流。煤種變化、熱值降低、制粉系統(tǒng)運(yùn)行套數(shù)增加等因素，造成鍋爐運(yùn)行中再熱汽溫偏高、再熱器噴水量偏大，給鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)影響。因此提出通過(guò)調(diào)整再熱器受熱面積，來(lái)降低再熱汽溫，減少再熱器的噴水量，提高機(jī)組效率[1]。公司在2015年5月6號(hào)機(jī)組大修中實(shí)施了再熱器受熱面調(diào)整改造，對(duì)末級(jí)再熱器割管，減少受熱面積，改造后通過(guò)經(jīng)運(yùn)行參數(shù)分析，達(dá)到了預(yù)期效果。

1　鍋爐結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)

公司6號(hào)鍋爐2003年制造，2005年1月投產(chǎn)，型號(hào)為SG-1036/17.47-M873，亞臨界參數(shù)控制循環(huán)汽包爐，一次中間再熱，采用四角切圓燃燒方式，配用5臺(tái)中速磨煤機(jī)的直吹式制粉系統(tǒng)，爐膛四角各布置5層一次風(fēng)噴嘴，燃燒器一、二次風(fēng)噴嘴間隔布置，過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)采用二級(jí)噴水減溫，再熱汽溫采用燃燒器噴嘴擺動(dòng)調(diào)節(jié)汽溫，在再熱器進(jìn)口管道上設(shè)置事故噴水減溫器。鍋爐過(guò)熱器受熱面由5個(gè)部分組成：爐頂包復(fù)過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、分隔屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器。再熱器受熱面由3個(gè)部分組成：墻式再熱器、屏式再熱器、末級(jí)再熱器。尾部煙道下方分別布置省煤器和2臺(tái)回轉(zhuǎn)式三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器。省煤器由水平管束和尾部受熱面懸吊管組成。煙氣配有脫硫、脫硝裝置，設(shè)計(jì)煤種收到基低位發(fā)熱量為21 805 kJ/kg，收到基碳元素57.33%。

鍋爐原設(shè)計(jì)受熱面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如表1所示。

2　鍋爐運(yùn)行情況分析

鍋爐實(shí)際運(yùn)行中燃用大量劣質(zhì)煤，由于劣質(zhì)煤的水分增加，發(fā)熱量減少，煙氣量增大及不同煤種的分磨需要，磨煤機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)比原設(shè)計(jì)增加1臺(tái)，使得再熱汽出口溫度偏高，再熱器進(jìn)口噴水量偏大。300 MW負(fù)荷工況下再熱器噴水量為20 t/h以上；200 MW 負(fù)荷下再熱器噴水量2.7 t/h。

表1　鍋爐原設(shè)計(jì)受熱面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

鍋爐再熱器受熱面經(jīng)常超溫，再熱器減溫水量也偏大，影響機(jī)組運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。為減少受熱面超溫和再熱器的噴水量，需要對(duì)再熱器受熱面進(jìn)行改造，受熱面的改造既要考慮在額定負(fù)荷下再熱器噴水量盡可能減少，同時(shí)也要考慮低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)再熱汽溫易偏低的情況。鍋爐受熱面布置如圖1所示。

3　受熱面改造方案選擇

由于墻再與水冷壁組裝成一體，墻再受熱面改造要影響到水冷壁吸熱量的變化，對(duì)爐膛水循環(huán)、爐膛水冷壁下集箱內(nèi)的節(jié)流圈布置都有影響，因而改造涉及的范圍較大。屏再與末再依次布置在爐膛出口，受熱面管子數(shù)相同，在設(shè)計(jì)中通?？紤]末再受熱面調(diào)整，按熱力計(jì)算情況可來(lái)調(diào)整受熱面積。

綜合再熱器受熱面的結(jié)構(gòu)及目前鍋爐運(yùn)行情況，為確保低負(fù)荷下的再熱汽溫，考慮對(duì)末級(jí)再熱器受熱面進(jìn)行調(diào)整，原設(shè)計(jì)末再受熱面爐內(nèi)高度為9000 mm，將受熱面高度割去1000 mm，受熱面將減少約11%。

圖1　鍋爐受熱面布置圖

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況對(duì)末再受熱面改造前后再次進(jìn)行理論核算，核算結(jié)果如表2、表3所示。

表2　末再受熱面改造前核算表

通過(guò)核算，機(jī)組最大負(fù)荷下，再熱器噴水量減少平均6.5 t/h；額定負(fù)荷下噴水量減少5.3 t/h；75%ECR負(fù)荷下噴水量減少4.4 t/h；50%ECR負(fù)荷下，再熱器噴水量為0 t/h，再熱汽溫為533℃。末再受熱面改造后，除再熱器噴水量減少外，過(guò)熱器噴水量增加約1～4 t/h，其余的排煙溫度、熱風(fēng)溫度等熱力數(shù)據(jù)基本不變。

4　受熱面改造需要考慮的因素

鍋爐負(fù)荷變化的影響。根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況，高負(fù)荷時(shí)再熱器噴水量較大，通常20～30 t/h，但低負(fù)荷時(shí)噴水量較小，通常只有約2 t/h。通過(guò)核算50%ECR負(fù)荷，再熱器將沒有噴水，同時(shí)再熱汽溫將低于額定值。低負(fù)荷時(shí)，再熱汽溫偏低也影響機(jī)組效率，影響機(jī)組的安全運(yùn)行，因此還需要根據(jù)機(jī)組全年的負(fù)荷運(yùn)行負(fù)荷區(qū)段綜合進(jìn)行考慮。按目前的運(yùn)行情況，僅靠調(diào)整受熱面難以同時(shí)滿足高低負(fù)荷的不同汽溫情況。

表3　末再受熱面改造后核算表

鍋爐燃煤變化的影響。通過(guò)對(duì)鍋爐燃用實(shí)際煤種與原設(shè)計(jì)煤鐘進(jìn)行核算，額定負(fù)荷下，相比摻燒褐煤，燃用原設(shè)計(jì)煤時(shí)，再熱器噴水量將減少約18 t/h。目前鍋爐的實(shí)際燃煤由多種不同的煤種組成，需要考慮燃煤及運(yùn)行變化，對(duì)汽溫造成的影響。鍋爐的汽溫變化受燃煤特性和負(fù)荷率變化影響較大，所以鍋爐受熱面改造要考慮長(zhǎng)期燃用的煤種組成情況和負(fù)荷率變化區(qū)間。由于受熱面改造的不可逆性，如實(shí)際燃煤發(fā)生較大的變化，將對(duì)再熱汽溫產(chǎn)生影響，尤其是低負(fù)荷下，再熱器熱面減少后，將難以達(dá)到額定汽溫。

5　再熱器受熱面改造后效果分析

公司利用4月份6號(hào)鍋爐大修，對(duì)鍋爐再熱器受熱面進(jìn)行了割管改造。并且在2015年9月24日由江蘇方天電力技術(shù)有限公司進(jìn)行了改造后鍋爐效率試驗(yàn)。在電負(fù)荷為320 MW工況下，對(duì)6號(hào)機(jī)組進(jìn)行了2次鍋爐熱效率試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)測(cè)鍋爐熱效率為94.26%，修正到設(shè)計(jì)條件下的熱效率為94.14%。

鍋爐受熱面改造后，對(duì)改造前后汽溫變化及減溫水情況進(jìn)行了比較，改造后末再入口汽溫升高12.7℃，末再出口汽溫升高2.4℃，減溫水量減少13.8 t/h。再熱減溫水減少，按耗差經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)每減少1 t，煤耗下降0.066 g/（kW·h）計(jì)算，改造后平均煤耗下降約0.91 g/（kW·h）。改造主汽溫度也帶來(lái)變化情況，低過(guò)、屏過(guò)、末過(guò)吸熱量增加汽溫升高，主汽溫度升高3.3℃，過(guò)熱器減溫水增加1.9 t/h，過(guò)熱器減溫水增加量可以直接變?yōu)橹髡羝鳛樾抡羝谄啓C(jī)中做功，對(duì)熱力循環(huán)影響可以忽略不計(jì)，如表4所示。

表4　受熱面改造前后對(duì)比分析表

6　結(jié)束語(yǔ)

再熱器受熱面改造后，各級(jí)受熱面吸熱均衡，主再熱汽溫特性未發(fā)生變化，再熱汽溫超溫及管壁超溫情況得到改善，再熱器減溫水量減少，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提高。改造后過(guò)熱汽溫有所升高，減溫水量略增加。能夠滿足各工況下運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]高小濤.江蘇電力節(jié)能減排的技術(shù)途徑[J].江蘇電機(jī)工程，2015，34(1)：65-68.

任為（1981），男，湖南岳陽(yáng)人，工程師，從事發(fā)電廠管理工作；

牛金山（1968），男，江蘇蘇州人，工程師，從事發(fā)電廠管理工作；

張希光（1968），男，江蘇蘇州人，高級(jí)工程師，從事節(jié)能管理工作；

寧維云（1970），男，山西太原人，工程師，從事發(fā)電廠管理工作；

劉寶元（1980），男，江蘇蘇州人，工程師，從事發(fā)電廠運(yùn)行工作。

Analysis on Retrofit of Boiler Reheater Heating Surface in One 320 MW Power Unit

REN Wei, NIU Jinshan, ZHANG Xiguang, NING Weiyun, LIU Baoyuan
(Taicanggang Xiexin Power Generation Co. Ltd., Suzhou 215433, China)

Abstract：The case of retrofitting the boiler reheater heating surface in one 320 MW power unit was introduced in this paper. Through seriously comparing various potential retrofit schemes and carefully analyzing the boiler's design characteristics, one most appropriate scheme was finally determined. After reducing the reheater heating surface, the reheated steam temperature was decreased, and the amount of attemperating water was also reduced. The operating data obtained before and after retrofit were compared, and the economic benefits achieved through performing retrofit were also analyzed. This work can provide reference for similar power units.

Key words：reheater; technical retrofit; attemperating water; energy saving and efficiency improvement

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期：2015-11-20；修回日期：2015-12-30

中圖分類號(hào)：TK223.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-0665（2016）02-0098-03