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鍋爐低溫省煤器節能改造技術

* 發表時間 : 2017/4/18 12:30:07 * 瀏覽 :

1 概述

  由于電廠50MWCFB鍋爐在運行中存在排煙溫度高的問題,一直困擾著電廠運行調度,最高時排煙溫度高達200℃,嚴重影響了鍋爐運行安全,運行中常采用降低負荷運行的方式來維持,機組帶負荷能力及運行經濟性都下降,且排煙溫度常年平均值約為180-190℃,遠高于設計值。因此,實施排煙余熱技術方案對于該鍋爐具有很大的安全和經濟意義。

  2 鍋爐運行高溫問題分析


  根據監測數據顯示,鍋爐受到煤種變化及尾部受熱面積灰嚴重等問題的影響,鍋爐實際運行排煙溫度遠高于設計值。針對鍋爐排煙溫度高的問題,從尾部受熱面積灰、煤質變化及受熱面布置等方面進行分析,具體原因[1]如下:

 。1)尾部受熱面積灰


  經過實地檢查,爐高、低溫過熱器積灰嚴重,管子外表面已基本被積灰覆蓋,在管壁上有一層灰垢,較難清理;省煤器管排迎風面積灰較輕、松散,背風面積灰粘性較大。


 。2)煤質變換的影響


  鍋爐設計煤種為寶日希勒褐煤,現燃燒用煤主要為伊敏褐煤,由于兩種煤燃燒后灰組分的不同,導致受熱面積灰嚴重。伊敏煤灰分中二氧化硅及三氧化二鋁的含量比寶日希勒煤灰分中該成分的含量分別低18.35%與6.36%。而二氧化硅及三氧化二鋁是較耐高溫、較硬的成分,含量較高時易對受熱面產生磨損,但同時對受熱面的積灰也會起到清除的作用。伊敏煤的灰分中堿金屬的含量比寶日希勒煤高。堿金屬化合物熔點溫度較高,在遇到受熱面等低溫物體時,會凝結在低溫物體表面上,在高溫煙氣長時間的燒結作用,形成灰垢。此后在灰垢的表面會粘附一些難熔灰分的固體顆粒,形成松散性積灰。


 。3)受熱面布置原因


  對比鍋爐熱力計算表與運行參數,發現二次風空預器前后煙氣溫降與設計值偏差較大,二次空預器設計煙氣溫降為76.3℃,而實際溫降只有20℃。同時,按熱力計算書提供的各受熱面進、出口煙氣溫度計算的各受熱面煙氣焓降與計算書提供的傳熱量相差較大,可能是由于熱力計算失準,受熱面布置不合理導致的。


  3 關鍵技術措施


  與其他煙氣余熱利用系統相比較,本方案關鍵點為:排煙余熱充分利用、換熱效果好。本方案在除塵器前布置低溫省煤器,夏季冷卻水源為凝結水,水溫為75℃,加熱后水溫達到142.9℃。排煙溫度從200℃降低到138℃。冬季冷卻水源為熱網疏水,熱網疏水來自疏水母管,水溫一般為110℃,加熱后水溫達到143.5℃。排煙溫度從200℃降低到150℃。


 。1)防止積灰采取的技術措施


  關于防止受熱面積灰,也是本設計重點考慮的因素[2]。


  a.設計合適的煙速,利用煙氣的自吹灰能力清除管壁積灰。


  b.螺旋翅片貼壁灰濃度小于平均灰濃度,這種結構特點可減輕換熱管上的積灰。


  c.本方案采用了防止低溫腐蝕的技術措施,可以有效保證受熱面金屬壁溫處于煙氣露點之上,避免“結露”現象的發生,從而避免了濕管壁粘灰現象,可防止積灰。


 。2)防止磨損采取的技術措施


  將受熱面布置在上行煙道中有較多的工程實際,能夠充分降低煙氣流速而不發生積灰。本方案在受熱面防止磨損方面采取的措施有:在合理范圍內采用較低的煙氣流速,能夠有效降低受熱面整體的磨損;煙道前增加導流板,防止煙氣偏流導致的局部磨損;受熱面彎頭采用防磨護瓦;在低溫省煤器煙氣的前排受熱面設置厚壁管,用于防止前排磨損等。


 。3)對汽輪機回熱系統的影響


  低壓省煤器與汽機回熱系統并聯,當投運低壓省煤器時,汽輪機低壓缸抽氣減少,低壓缸向高壓缸推力增加,低壓缸動靜葉差脹增大,可能會導致動靜摩擦,振動大,推力軸承溫度升高等問題,經核算實際變化量很小,不影響汽輪機及回熱系統的正常運行。


  4 節能改造方案


  低溫省煤器設備安裝于空氣預熱器后,電除塵前的水平煙道上。系統水側采用母管制,凝結水進入低溫省煤器系統供水母管,經增壓循環泵增壓后送至低溫省煤器。低溫省煤器按照出口凝結水的去向不同分為非供暖期與供暖期兩種工況,兩種工況啟動、運行操作各不相同。非供暖期工況時,利用汽輪機的凝結水作為該系統的冷卻介質,以降煙氣溫度;供暖期工況時,低溫省煤器系統與汽輪機及除氧器系統切斷,成為獨立的閉式水循環,系統內的水仍為凝結水,凝結水經低溫省煤器加熱后進入到二次冷卻器,與熱網回水進行熱交換,冷卻后的凝結水再進入到低溫省煤器內進行加熱,換熱后的熱網回水則匯入熱網回水主管路中。該系統按供暖期工況運行,低溫省煤器出口煙氣溫度平均降低45-65℃左右,該部分熱量被熱網水吸收。


  具體為在非供暖期正常運行時為避免低溫省煤器發生低溫腐蝕,必須實時監控低溫省煤器入口水溫;低溫省煤器入口水溫控制范圍:60℃~70℃;為保證低溫省煤器后游設備的安全,應監控溫省煤器出口煙溫;低溫省煤器出口煙溫控制范圍:100℃~140℃;文章設計工況為機組凝結水全流量運行,流量不需要調節,但通過調節低溫省煤器入口水溫,可以間接控制低溫省煤器的出口煙溫。低溫省煤器的入口水溫調節方法如下:


 。1)低溫省煤器的入口水溫是通過調節閥完成的,當入口水溫不足60℃時,減小調節閥的開度,降低凝結水低加出口的取水流量(或關閉調節閥),直到滿足進水溫度要求。


 。2)當入口水溫過高,導致低溫省煤器出口煙溫過高時(大于140℃),增加調節閥開度,直到出口煙溫符合要求。


  5 結束語


  為了降低排煙溫度至設計值,回收煙氣熱量,提高鍋爐運行安全性和帶負荷能力。文章的節能改造方案從運行情況來看,經過加裝低溫省煤器系統后,排煙溫度可以由190℃降低到設計值(140℃),汽輪機回熱效率提高,真正起到了節能、安全雙重的作用。