摘要 本文主要介紹了某臺(tái)220 t/h次高溫次高壓燃煤氣鍋爐的試運(yùn)過程，通過對(duì)鍋爐負(fù)荷提升受限過程中各項(xiàng)參數(shù)的記錄比較，制定降低低溫過熱器出口溫度的方案，鍋爐實(shí)現(xiàn)正常投產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 低溫過熱器；換熱面積；蛇形管

中圖分類號(hào) TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0138-01

某臺(tái)220 t/h燃煤氣鍋爐由江西江聯(lián)能源環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)制造，本鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、集中下降管、倒“U”型布置的全燃高爐煤氣鍋爐，使用焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火，可摻燒30%（按照熱值比）焦?fàn)t煤氣，鍋爐熱效率88.32%。在經(jīng)過承壓部件安裝、水壓試驗(yàn)、內(nèi)襯保溫、烘爐、煮爐、吹管、沖洗等一系列工作后，鍋爐轉(zhuǎn)入試運(yùn)行階段，當(dāng)蒸發(fā)量升至150t/h時(shí)，出口蒸汽集箱溫度到達(dá)500℃（正常475±5℃），已經(jīng)超溫，且噴水減溫調(diào)節(jié)閥全部打開，仍然無效果。同時(shí)由于自制冷凝裝置的投入，出現(xiàn)汽包水位無法控制等一系列問題，被迫停爐。本鍋爐是通過低溫過熱器和高溫過熱器之間的減溫器進(jìn)行噴水減溫，為此計(jì)劃實(shí)施降低低溫過熱器出口溫度的改造方案，進(jìn)而降低過熱器出口溫度，使鍋爐實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行的同時(shí)，減少鍋爐噴水時(shí)的熱損失，提高鍋爐效率，取得良好效果。

1 過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)工藝簡(jiǎn)介

鍋爐系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介：凝結(jié)水泵→除氧器→鍋爐給水泵→低溫省煤器→高溫省煤器→汽包→低溫過熱器→減溫器→高溫過熱器→蒸汽集箱→汽輪機(jī)。本鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用給水噴水減溫方式，由噴水減溫器作為調(diào)節(jié)平臺(tái)，噴水減溫器由笛形噴管、混合套筒和外殼組成。在減溫水管道上裝設(shè)有流量孔板、調(diào)節(jié)閥、截止閥等。減溫水水源由兩部分組成：一部分為自制冷凝水（水質(zhì)較好）；另一部分為高壓給水，其中自制冷凝水為主調(diào)節(jié)方式，高壓給水供給作為備用、補(bǔ)充。

2 改造方案的確定

根據(jù)鍋爐升負(fù)荷時(shí)的情況，針對(duì)改變噴水調(diào)節(jié)閥的開度，不能最終保持集汽聯(lián)箱過熱汽溫為恒定值，噴水使用量過大，效率降低，鍋爐不能正常運(yùn)行的情況，特制訂以下方案：

2.1 方案一：減溫管路改造

1）改造高壓給水噴水管路，將原DN32管徑改為DN50，即增加了噴水流量，而且當(dāng)自制冷凝水未投入時(shí)也能實(shí)現(xiàn)集汽聯(lián)想過熱汽溫恒定，滿足工藝要求。

2）分析鍋爐汽包水位出現(xiàn)波動(dòng)較大的原因主要是因?yàn)樽灾评淠b置冷卻水源管路與鍋爐調(diào)節(jié)閥組并聯(lián)安裝，當(dāng)自制冷凝裝置進(jìn)口閥門和出口閥門打開時(shí)，一部分鍋爐給水直接通過自制冷凝器進(jìn)入鍋爐，將鍋爐給水調(diào)節(jié)閥組旁路，在燃料閥門開度不變的情況下，鍋爐進(jìn)水流量與蒸發(fā)量出現(xiàn)不平衡，蒸發(fā)量小于給水量，導(dǎo)致汽包水位劇烈變化。為解決這一問題，同時(shí)不增加其他管路及調(diào)節(jié)閥門，決定把冷凝裝置冷卻水源進(jìn)水電動(dòng)閥門由鍋爐給水調(diào)節(jié)閥組前移至閥組后，原給水閥組后隔離電動(dòng)閥門只能遠(yuǎn)程控制全打開或全關(guān)閉，改造后加裝電動(dòng)閥門“中?！惫δ埽瑢?shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，此功能可保證在鍋爐給水調(diào)節(jié)閥組穩(wěn)定鍋爐給水供應(yīng)及自制冷凝裝置冷卻水進(jìn)口閥門和出口閥門全部打開的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)自制冷凝水裝置噴水流量的遠(yuǎn)程可調(diào)性，問題得到解決。

2.2 方案二：使用排除法進(jìn)行綜合分析

排除法1：檢測(cè)高爐、焦?fàn)t煤氣熱值

鍋爐蒸發(fā)量為150 t/h，而進(jìn)省煤器的給水溫度不變（104℃），燃料閥門開度與設(shè)計(jì)值相當(dāng)，所以需要對(duì)燃?xì)獾臒嶂颠M(jìn)行檢測(cè)，如果熱值較高，也會(huì)導(dǎo)致燃燒工況相同的情況下過熱器出口溫度升高。經(jīng)過相關(guān)部門鑒定，高爐煤氣熱值為：3650 KJ/Kg，焦?fàn)t煤氣熱值為：18260 KJ/Kg，熱值數(shù)符合工藝要求。

排除法2：校核過熱器平均熱負(fù)荷

做進(jìn)一步分析，過熱器出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，可能是低溫過熱器平均熱負(fù)荷較高，導(dǎo)致減溫器噴水流量達(dá)到設(shè)計(jì)極限后，鍋爐主蒸汽出口溫度仍高于額定值。需要校核管屏換熱效率，計(jì)算公式如下：

實(shí)際平均熱負(fù)荷q0（W/m2）

q0=Tg-Ta/{βμ【2δ/λ（β+1））+1/a2】+1/ ad+af}

Tg煙氣溫度；Ta蒸汽溫度；β管子外徑與內(nèi)徑比值；μ熱量均流系數(shù)；δ取0.004；λ金屬導(dǎo)熱系數(shù)；a2蒸汽至壁的放熱系數(shù)；ad煙氣對(duì)流放熱系數(shù)；af煙氣輻射放熱系數(shù)

通過查詢焓墑表及相關(guān)資料，計(jì)算得出當(dāng)?shù)蜏剡^熱器出口溫度為389℃時(shí)，設(shè)計(jì)平均熱負(fù)荷結(jié)果為0.76 q0 ，說明實(shí)際熱負(fù)荷高出設(shè)計(jì)負(fù)荷約25%，對(duì)比后決定在實(shí)現(xiàn)方案一的基礎(chǔ)上，割除低溫過熱器中4個(gè)回路中的一個(gè)回路（蛇形管與集箱連接處進(jìn)行封堵，材質(zhì)20G-GB5310，管徑￠38*4.5，節(jié)距100 mm），減小低溫過熱器的換熱面積，實(shí)現(xiàn)減溫器內(nèi)低過工質(zhì)與減溫水的熱交換平衡，較少減溫噴水流量，達(dá)到使鍋爐主蒸汽出口溫度恒定的目的。

3 改造效果

1）方案一：改造后，鍋爐上水時(shí)，避免了高壓給水直接通過自制冷凝水裝置進(jìn)入鍋爐汽包，鍋爐升降負(fù)荷時(shí)給水流量控制穩(wěn)定，可以通過改變給水閥組后隔離電動(dòng)閥門開度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自制冷凝水裝置的變量運(yùn)行，另外，不需要增加調(diào)節(jié)設(shè)備，確保了鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2）方案二：通過試運(yùn)前后運(yùn)行日志及數(shù)據(jù)對(duì)比，可以得出結(jié)論，改造后在鍋爐負(fù)荷相同或增加的前提下，自制冷凝水噴水量明顯下降，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，自制冷凝水可以滿足鍋爐滿負(fù)荷時(shí)集汽箱溫度保持額定值運(yùn)行，減溫器入口溫度（即：低溫過熱器出口溫度）明顯降低，基本達(dá)到設(shè)計(jì)值要求。改造后，減少了減溫器中的熱交換損失，提高了鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，鍋爐熱效率明顯提升，按上述效果的50%計(jì)算，熱效率提高了1.44個(gè)百分點(diǎn)，鍋爐不但順利進(jìn)入滿負(fù)荷試驗(yàn)階段，并取得良好效果。過熱器是把飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽的設(shè)備，飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽后，提高了蒸汽在汽輪機(jī)中的做功能力，即蒸汽在汽輪機(jī)中的有用焓降增加，從而提高了熱機(jī)的循環(huán)效率。此外，合理的過熱蒸汽溫度還可降低汽輪機(jī)排汽濕度，避免汽輪機(jī)葉片被侵蝕，為汽輪機(jī)進(jìn)一步降低排汽壓力及安全運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。所以過熱蒸汽溫度控制在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中非常重要。

4 結(jié)束語

在燃?xì)忮仩t運(yùn)行中，過熱蒸汽溫度是一個(gè)很重要的控制參

數(shù)。過熱蒸汽溫度是鍋爐運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，過熱蒸汽溫度較高，可能造成過熱器蒸汽管道損壞；過熱蒸汽溫度過低，會(huì)降低內(nèi)功率。方案實(shí)施后，目前220 t/h燃煤氣鍋爐已經(jīng)進(jìn)入正式投產(chǎn)階段，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)正常，作為公司的煤氣系統(tǒng)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，它可消耗高爐煤氣約21萬m3/h（純高爐煤氣），同時(shí)在焦?fàn)t煤氣富裕的情況下，可摻燒30%（按熱值比計(jì)算約13萬m3/h）焦?fàn)t煤氣，解決了煤氣放散帶來的大量可利用資源損失問題，能夠?yàn)楣編砜捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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