中國電力建設(shè)工程咨詢中南有限公司 郭大江

火電廠鍋爐省煤器優(yōu)化改造研究

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火電廠鍋爐省煤器能夠有效的提升鍋爐的換熱效率，并且降低煙氣出口溫度。省煤器在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)爆管事故，這與省煤器的布置結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式不合理有關(guān)，因此對省煤器進(jìn)行優(yōu)化改造十分必要。本文首先分析了省煤器爆管的主要原因，其次簡要介紹了省煤器改造過程中的主要技術(shù)要求，最后給出了省煤器優(yōu)化改造方案。對省煤器進(jìn)行合理的優(yōu)化改造，對提升鍋爐的換熱效率，保證機(jī)組安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

省煤器；爆管；優(yōu)化改造

火電廠鍋爐省煤器是電廠中重要的節(jié)能設(shè)備，省煤器通過爐膛出口煙氣加熱給水，不僅有效的利用了煙氣的溫度，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，而且降低了煙氣的排放溫度，減弱了爐膛尾部受熱面的高溫腐蝕。因此鍋爐省煤器在電廠中是十分重要的設(shè)備，其能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行關(guān)系到了機(jī)組運(yùn)行的安全性能。但是，隨著鍋爐使用年限的增加，由于設(shè)備老化、運(yùn)行不合理、煤質(zhì)質(zhì)量變差等諸多原因?qū)е率∶浩鞅芮闆r出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前導(dǎo)致火電廠鍋爐設(shè)備停運(yùn)的原因之中，省煤器爆管事故站到很大的比例，而且隨著機(jī)組運(yùn)行年數(shù)的增加，運(yùn)行小時(shí)數(shù)的增長，省煤器發(fā)生爆管泄漏的概率將大大增大。為了避免省煤器發(fā)生爆管事故，提升省煤器的換熱效率就需要對鍋爐省煤器進(jìn)行優(yōu)化改造。本文在分析了省煤器爆管原因的基礎(chǔ)上，提出了省煤器的改造方案和優(yōu)化方法，所得結(jié)果對提高省煤器的換熱效率，增加省煤器的安全運(yùn)行小時(shí)數(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 火電廠鍋爐省煤器爆管原因分析

省煤器爆管事故是火電廠常見的爆管事故。省煤器一般布置在煙道的尾部，通過煙氣中的熱量來加熱給水，從而提高機(jī)組的運(yùn)行效率。省煤器中介質(zhì)的溫度相對較低，因而一般選用鑄鐵或者鋼管作為省煤器管道的材質(zhì)。該種材質(zhì)的耐磨性能較差，因而當(dāng)爐膛內(nèi)部環(huán)境和運(yùn)行方式不合理時(shí)，很容易發(fā)生爆管事故。

省煤器爆管的原因可以從以下幾個(gè)方面來考慮，即爐膛結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、燃用煤種。

爐膛結(jié)構(gòu)?；痣姀S鍋爐爐膛采用四角切圓的燃燒器布置形式，那么省煤器發(fā)生爆管事故的概率就會增大。這是由于四角切圓的燃燒方式會使得煙氣在進(jìn)入尾部受熱面時(shí)會有殘余的旋轉(zhuǎn)，殘余旋轉(zhuǎn)可能會造成省煤器管道兩側(cè)煙氣的煙速和煙溫不同，進(jìn)而造成管道受熱不均。如果省煤器受熱面設(shè)置過少，會導(dǎo)致煙氣溫度高于設(shè)計(jì)值，使得管道長期處于高溫的環(huán)境中，進(jìn)而增加爆管危險(xiǎn)。

運(yùn)行方式。運(yùn)行方式對火電廠鍋爐省煤器的影響主要體現(xiàn)在吹灰器的使用不當(dāng)對管道造成的吹損。吹灰器的吹灰壓力過高會直接對省煤器的管道造成損傷，長期運(yùn)行時(shí)極易造成省煤器管道爆管。如果吹灰器運(yùn)行不正常，則不能及時(shí)去除省煤器管道上的積灰，造成省煤器管道受熱不均也會發(fā)生爆管事故。

燃用煤種。煤中的硫化物極易造成煙道尾部受熱面的腐蝕，如果燃用含硫高的煤種，就極易造成省煤器的腐蝕減薄，進(jìn)而導(dǎo)致爆管事故。

2 火電廠鍋爐省煤器改造技術(shù)要求

省煤器改造的技術(shù)要求主要是對管道的壁厚和彎管半徑的要求。省煤器改造包括管道的布置形式、布置位置、管道數(shù)量等內(nèi)容，主要任務(wù)就是省煤器管道的更換和重新布置。

管道厚度是影響管道使用壽命的主要因素，選用管道時(shí)還需要考慮經(jīng)濟(jì)性的因素。綜合管道的使用壽命和管道經(jīng)濟(jì)性，一般省煤器管道的壁厚選用3.8mm，如果有需要也可以設(shè)置成4.0mm。

管道在彎曲時(shí)，如果半徑過小，在彎管時(shí)會形成局部管道減薄，從而影響管道的使用壽命。所以為了避免彎管時(shí)對管道造成損傷，需要在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，適當(dāng)增加管道彎頭的半徑，從而保證管道的使用壽命。

省煤器管道肋片和防磨護(hù)鐵的技術(shù)要求。省煤器管道的肋片需要平整和光滑，不能有太多的褶皺。一般肋片的起伏波面的展開總長度不大于肋片展開總長度的8%。防磨護(hù)鐵需要平整和光滑，在焊接時(shí)要保證焊接質(zhì)量，不能對周圍管道造成損傷。

3 火電廠鍋爐省煤器運(yùn)行優(yōu)化和改造方案

影響省煤器安全運(yùn)行的因素主要有兩方面，一方面是省煤器管道積灰造成管道的受熱不均，進(jìn)而造成管道疲勞，從而發(fā)生爆管事故；另一方面是管道受到煙氣或者吹會氣流的吹損，從而造成管道的磨損，造成爆管事故。所以省煤器的運(yùn)行優(yōu)化主要從以下兩方面進(jìn)行：

減少省煤器管道表面的積灰。定期對省煤器管道進(jìn)行清灰是減少管道積灰最重要的方式。另外對在管道布置時(shí)采用錯(cuò)列的方式，也能夠有效的減少灰塵的積聚。

降低管道的磨損。可以在省煤器管道易發(fā)生磨損的部位增加防磨護(hù)鐵。另外降低煙道中煙氣的煙速也能夠很好的起到降低磨損的作用。

省煤器改造主要是為了提升省煤器的換熱效率，降低省煤器的爆管危險(xiǎn)，提高其使用壽命。

省煤器管道改造。省煤器管道半徑和省煤器磨損成反比關(guān)系。選用尺寸較大的管道時(shí)能夠有效的降低管子的磨損。因此在經(jīng)濟(jì)條件允許的前提下可以將38mm的管道改為40mm甚至更高。

省煤器受熱面布置改造。省煤器布置可以有順列布置和錯(cuò)列布置兩種形式。錯(cuò)列布置有利于吹灰和換熱，可以將順列布置的管排改成錯(cuò)列布置。管道間距會對煙速造成影響，因而需要根據(jù)需要的煙速合理布置管排的間距.

對省煤器管道加裝換熱肋片。增加肋片能夠有效增加省煤器管道的換熱面積，從而提高省煤器的換熱效率。

在省煤器管道易磨損位置假裝防磨護(hù)鐵。

4 總結(jié)

本文主要對省煤器的優(yōu)化改造進(jìn)行了研究，給出了具體的優(yōu)化和改造方案，所得結(jié)果對提升鍋爐效率，降低出口煙氣溫度具有重要意義。

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郭大江（1983—），男，湖北黃石人，碩士，工程師，主要從事火電廠熱機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)工作。