孫 偉 ，唐海寧

(1.江蘇省投資管理有限責(zé)任公司，江蘇南京210005；2.江蘇國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州225131)

江蘇國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程2臺(tái)630MW超臨界機(jī)組，配備某鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界鍋爐。自投運(yùn)以來(lái)，2臺(tái)鍋爐一直存在排煙溫度較高的問(wèn)題，盡管已在運(yùn)行和系統(tǒng)等方面進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整和改造，但未能徹底解決這一問(wèn)題。制造廠原先設(shè)計(jì)值為119℃（BRL修正后），在投產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)3號(hào)、4號(hào)機(jī)組排煙溫度分別為132.75℃和132.73℃，4號(hào)機(jī)大修前性能試驗(yàn)時(shí)排煙溫度數(shù)據(jù)為146.53℃（修正后），比設(shè)計(jì)值高15℃以上。實(shí)際運(yùn)行中，2010年3月至9月4號(hào)爐排煙溫度平均值均在140℃以上，最高值達(dá)152℃。

1 鍋爐排煙溫度高對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響分析

對(duì)于600MW等級(jí)機(jī)組，排煙溫度高出設(shè)計(jì)值20～30℃，鍋爐熱效率將降低1%～1.5%，機(jī)組煤耗增加 3～4.5 g/（kW·h）[1]。 盡快進(jìn)行技術(shù)改造，降低這2臺(tái)鍋爐的排煙溫度，將顯著提高江蘇國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2 鍋爐排煙溫度高原因分析

3號(hào)、4號(hào)爐自調(diào)試以來(lái)就存在排煙溫度高的問(wèn)題，額定工況下，空預(yù)器進(jìn)口煙溫即高于設(shè)計(jì)值25℃左右，造成鍋爐排煙溫度高于設(shè)計(jì)值15℃左右。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)及鍋爐受熱面進(jìn)行分析，初步認(rèn)為造成鍋爐排煙溫度高的原因主要有以下幾個(gè)因素[2]：

（1）鍋爐設(shè)計(jì)存在偏差。從調(diào)試數(shù)據(jù)來(lái)，3號(hào)、4號(hào)爐調(diào)試過(guò)程中就發(fā)現(xiàn)排煙溫度高于設(shè)計(jì)值，通過(guò)對(duì)同類型機(jī)組鍋爐運(yùn)行情況的了解，發(fā)現(xiàn)同類型電廠中大別山電廠、潮州電廠、常州電廠也存在同樣的問(wèn)題。產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因?yàn)殄仩t受熱面設(shè)計(jì)存在一定的偏差，這一問(wèn)題屬于設(shè)計(jì)缺陷，難以通過(guò)運(yùn)行調(diào)整的方法進(jìn)行解決。

（2）燃燒器區(qū)域結(jié)渣嚴(yán)重。由于該鍋爐設(shè)計(jì)的煤種為結(jié)渣特性較強(qiáng)的神府煤，燃燒器采用英巴公司設(shè)計(jì)的雙調(diào)風(fēng)旋流式燃燒器，此種燃燒器對(duì)結(jié)渣特性較強(qiáng)的神府煤等煤種的適應(yīng)范圍比較窄，造成了目前3號(hào)、4號(hào)爐燃燒器區(qū)域存在較嚴(yán)重的積渣現(xiàn)象，結(jié)渣的存在在一定程度上影響了水冷壁的吸熱量，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度有所上升。

（3）煙道的積灰影響。由于鍋爐本身水平煙道較長(zhǎng)的布置方式，造成目前3號(hào)、4號(hào)爐水平煙道存在較嚴(yán)重的積灰現(xiàn)象，從而影響水平煙道的吸熱量，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度有所上升。

從以上分析可知，造成爐排煙溫度高的根本原因?yàn)橹圃鞆S受熱面設(shè)計(jì)存在一定的偏差，此外，鍋爐燃燒器區(qū)域的結(jié)渣以及水平煙道的積灰問(wèn)題也是造成鍋爐排煙溫度高的重要因素。對(duì)于排煙溫度高的問(wèn)題，只有進(jìn)行鍋爐受熱面的重新優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，方可徹底解決這一問(wèn)題。

3 解決排煙溫度高問(wèn)題的典型方案比較

為徹底解決鍋爐排煙溫度高的問(wèn)題，結(jié)合相關(guān)電廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)[3]，進(jìn)行如下幾方面的改造工作：（1）增加高壓省煤器；（2）增加低壓省煤器；（3）增加低過(guò)或低再受熱面面積；（4）增加空預(yù)器受熱面；（5）進(jìn)行空預(yù)器反轉(zhuǎn)。

這幾個(gè)方案的對(duì)比結(jié)果如表1所示。在對(duì)比各種改造的優(yōu)缺點(diǎn)后，最終電廠確定了采用增加省煤器吸熱面積的方法來(lái)徹底解決鍋爐排煙溫度高的問(wèn)題。

4 改造方案介紹

在4號(hào)機(jī)A修中，在4號(hào)鍋爐尾部低過(guò)區(qū)煙道內(nèi)的原省煤器管屏基礎(chǔ)上再增加上一段省煤器管排。安裝在原省煤器H型肋片管屏下部與其進(jìn)口集箱之間的空間內(nèi)，共計(jì)212排，如圖1所示（底部為需增加的管排）。

圖1 省煤器改造方案示意圖

4.1 安裝前準(zhǔn)備工作

（1）鍋爐省煤器都是通過(guò)懸吊板吊于省煤器上集箱上，吊板作為主要的承載過(guò)度部件，在安裝搬運(yùn)中要保整平整。吊板在安裝前應(yīng)進(jìn)行尺寸核查，清理檢查。

（2）省煤器組裝前，要進(jìn)行逐根通球檢查。通球用壓縮空氣的壓力不低于0.59MPa。通球試驗(yàn)用的球徑D為70mm。

（3）蛇形管管排在組合前，應(yīng)復(fù)查外型尺寸和進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，對(duì)發(fā)生變形和存在的其他缺陷，要在地面進(jìn)行處理和更換。

（4）省煤器蛇形管組件，組合前除進(jìn)行通球外，還要在平臺(tái)上放樣校正，以保證安裝的順利進(jìn)行。

4.2 省煤器的安裝

（1）拆除尾部煙道過(guò)熱器省煤器區(qū)兩側(cè)包墻的保溫和護(hù)板。

（2）對(duì)省煤器進(jìn)口集箱進(jìn)行固定，以保證安裝過(guò)程中，集箱不移動(dòng)位置。

（3）拆除省煤器集箱吊掛板。

（4）切割管子工地焊口，并加工坡口，坡口加工好后，應(yīng)用塑料布或其他材料包裹，以保護(hù)坡口和避免雜質(zhì)進(jìn)入管內(nèi)。

（5）進(jìn)行省煤器新增管屏的焊接安裝工作：① 將一組省煤器吊起后依次裝入煙道中相應(yīng)的位置，將蛇形管與上部省煤器蛇形管焊接連接及焊口拍片工作。② 依次焊接封板和吊板。③ 然后對(duì)下部省煤器蛇形管和省煤器入口集箱上的管接頭進(jìn)行焊接和焊口拍片工作。

（6）恢復(fù)省煤器集箱吊掛板和包墻護(hù)板，拆除臨時(shí)支撐件。

（7）省煤器參與水壓試驗(yàn)，并參與酸洗工作。

5 改造效果評(píng)估

經(jīng)核算，改造后可降低省煤器出口煙溫19.1℃，降低鍋爐排煙溫度預(yù)計(jì)可達(dá)6.9℃。改造后計(jì)算水冷壁出口溫度上升3℃，煙氣側(cè)阻力上升可忽略不計(jì)。但計(jì)算所取基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)工況數(shù)據(jù)，為評(píng)估改造效果，該公司在大修后進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，對(duì)大修前、大修后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表2所示。

由表2可知，省煤器改造后對(duì)機(jī)組運(yùn)行主要參數(shù)影響如下：

（1）600MW下改造后空預(yù)器進(jìn)口煙溫下降了27℃，排煙溫度下降了11℃，預(yù)計(jì)600MW工況機(jī)組煤耗下降近 1.5 g/（kW·h）。

（2）省煤器出口水溫上升10℃，分離器出口溫度上升約3℃，垂直管圈水冷壁平均溫度上升約3℃，高負(fù)荷下水冷壁無(wú)超溫現(xiàn)象。

（3）改造后空預(yù)器進(jìn)口煙溫下降27℃，解決了夏季高峰負(fù)荷下空預(yù)器由于入口煙溫高、變形量大而導(dǎo)致空預(yù)器電流晃動(dòng)的問(wèn)題，機(jī)組運(yùn)行的安全性得到了提高。

（4）省煤器由于增加受熱面，省煤器壓差上升約0.02MPa，對(duì)汽水系統(tǒng)阻力影響可忽略不計(jì)。

（5）雖然改造增加了一定的風(fēng)煙系統(tǒng)阻力，但由于改造后排煙溫度下降，也會(huì)造成引風(fēng)機(jī)電流下降，最終結(jié)果表明，本次改造后引風(fēng)機(jī)電耗基本不變。

（6）相關(guān)資料表明過(guò)高的排煙溫度 （>150℃）將影響電除塵效率，省煤器改造前在夏季高峰負(fù)荷時(shí)鍋爐排煙溫度高于150℃，對(duì)電除塵器效率有一定影響，增加省煤器降低排煙溫度可有效提高電除塵器效率。

表2 改造前后鍋爐運(yùn)行主要數(shù)據(jù)對(duì)比

通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，4號(hào)爐省煤器增加面積后降低鍋爐排煙溫度的達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能效果。鍋爐增加省煤器后降低了空預(yù)器入口的煙溫，解決了夏季高峰負(fù)荷時(shí)空預(yù)器入口煙溫高導(dǎo)致空預(yù)器電流晃動(dòng)的問(wèn)題，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性。改造后煙氣側(cè)阻力上升、水冷壁出口溫度安全裕量等負(fù)面影響均在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

某鍋爐制造廠生產(chǎn)的此類型鍋爐，普遍存在排煙溫度過(guò)高的現(xiàn)象。國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司是首家對(duì)鍋爐省煤器進(jìn)行改造的單位，通過(guò)改造，成功解決了鍋爐排煙溫度高的問(wèn)題，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性，該改造項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)于存在同類型問(wèn)題機(jī)組的改造工作具有較好的借鑒作用。

[1]周強(qiáng)泰，周克毅.鍋爐原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009：152-154.

[2]高 遠(yuǎn)，秦 鵬，岳峻峰.600MW前后墻對(duì)沖燃燒鍋爐降低排煙溫度的試驗(yàn)研究[J].江蘇電機(jī)工程，2011，30(4)：64-65.

[3]吳 江.1000MW發(fā)電機(jī)組煙氣余熱換熱器設(shè)計(jì)方案探討[J].江蘇電機(jī)工程，2013，32(1)：74-77.