曹亞明 賈雁群

摘 要 針對某熱電廠循環(huán)流化床鍋爐在運行中排煙溫度過高、省煤器積灰現(xiàn)象，分別采用在增加受熱面、增加吹灰器、降低中心筒深度、縮小尾部煙道橫截面積等不同措施，但無明顯效果。通過改造省煤器的布置方式后，降低了省煤器積灰，提高換熱效果，提升效益。

關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐;省煤器積灰;順錯列布置

前言

某熱電廠二期項目相繼安裝投運了三臺130T/H的循環(huán)流化床鍋爐。但鍋爐運行尾部排煙溫度高達(dá)185～220度，遠(yuǎn)偏離設(shè)計溫度。以致電袋除塵器中布袋部分無法正常投入，鍋爐無法提升負(fù)荷，影響效益和安全。

鑒于此（1）試增加省煤器換熱面積，在省煤器底部和空氣預(yù)熱器之間增加了半組省煤器管束。但投運后排煙溫度未能改善。

（2）省煤器運行時出口煙溫336℃、空預(yù)器出口煙溫186.1℃，分別比設(shè)計高出了78.95℃和33.6℃，停爐確認(rèn)省煤器大量積灰。在鍋爐尾部煙道左、右側(cè)各布置8臺激波（燃?xì)饷}沖）吹灰裝置，共計16臺，采用從上到下、由左至右的吹灰方式進行。通常每班吹灰二次，排煙溫度降幅在9～16℃之間，吹灰后平均下降了為13.0℃左右，也未達(dá)到設(shè)計效果。

（3）試改造旋風(fēng)分離器中心筒，插入深度降低了200mm（使尾部煙灰增加顆粒沖刷積灰）、和縮小尾部煙道橫截面積的方法（增加煙速），但積灰和排煙溫度下降效果也不明顯[1]。

1設(shè)備概況

鍋爐主要參數(shù)：額定蒸發(fā)量130t/h，額定蒸汽壓力5.3MPa（表壓），額定蒸汽溫度485℃，給水溫度150℃，設(shè)計效率89.73%，排煙溫度≤152.5℃。

省煤器構(gòu)造和參數(shù)：省煤器逆流順列光管水平布置在尾部對流煙道內(nèi)，蛇形管分成三個管組。省煤器管徑32*3.5mm材質(zhì)為20G/GB5310，橫管排數(shù)100，每組縱管排數(shù)26，橫節(jié)距S1=70mm，縱節(jié)距S2=66.6mm，每管組高1.665m，各組間距0.8m，相對節(jié)距S1/d=2.18。尾部煙道寬度7.05m，尾部煙道深度2.99m。煙氣流通面積12.0235m2，受熱面積2219.12m2，工質(zhì)流通截面積0.0982 m2。

省煤器煙氣進口溫度597.57℃，煙氣出口溫度257.05℃，煙氣流速7.548m/s，工質(zhì)溫度進口150℃，出口264.09℃，工質(zhì)流速0.43m/s，省煤器總吸熱量709.6kcal/kg。

1.1 運行情況

冬季大負(fù)荷運行中測試如下：

設(shè)計煤種實測熱效率在87.98%～88.43%范圍內(nèi)，平均低于設(shè)計值1.47個百分點。燃用常用煤質(zhì)時實測熱效率在85.02%，低于設(shè)計值4.7個百分點。

1.2 原因分析積灰問題

鍋爐排煙溫度高的主要因素是由于鍋爐實際運行中多用內(nèi)蒙古的褐煤為主阜新煤為輔，與設(shè)計煤種煙煤，兩者的熱值和灰成分不同，褐煤的灰成分高熱值低，而煙煤的熱值高，燃煤中細(xì)粉較多，灰份細(xì)、粘。因煤質(zhì)更換，使得鍋爐帶同樣出力時燃料量較設(shè)計值也增加了30%，產(chǎn)生煙氣量明顯增加。在二者共同作用下造成尾部省煤器對流受熱面積灰嚴(yán)重，影響換熱，最終反饋的就是排煙溫度升高，引風(fēng)機電耗增加，熱效率低[2]。

1.3 改造方案

計算確定上組省煤器不變，傳熱面積H=744m2。中組、下組省煤器由光管順列改為光管錯列逆流，管束φ32×3.5橫向節(jié)距S1為86mm，橫向排數(shù)為69.5排?？v向排數(shù)56，縱向節(jié)距45mm，傳熱面積H=69.5×0.032×π[56×2.74+26×0.045 π]=1098m2，煙道截面積F=6.07×2.99-69.5×0.032×2.862=11.78m2，工質(zhì)流通截面積f=69.5×2×0.025φ2×π/4=0.0682m2，S1/d=2.6875。校核排煙溫度可以降到150℃左右。

中組、下組省煤器管采用固定梁下支撐方式，管組膨脹由彎頭吸收。進口集箱采用原鍋爐布置方式及固定方式。上級管系和中級管系之間采用聯(lián)箱連接，中間連接聯(lián)箱為外置聯(lián)箱采用無縫鋼管Φ219×16，材質(zhì)：20G/GB5310。防磨措施：中組、下組省煤器管組第一排管子上設(shè)置防磨罩材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti.，彎頭處加裝煙氣擋板，防止形成煙氣走廊。由于燃料灰量高，尾部煙道積灰還是存在，所以改造后應(yīng)繼續(xù)使用吹灰器。省煤器區(qū)間流速控制在8～9m/s之間，便于受熱面?zhèn)鳠峒皽p少積灰。

1.4 結(jié)果分析

改造后，實際排煙溫度降到164℃，降幅達(dá)20℃多度。q2損失較改造前大幅度降低。熱效率提升1%以上。

（1）省煤器蛇形管順列布置：易于進行吹灰，磨損輕，但是積灰嚴(yán)重。順列時管子的背面不易受到灰粒沖刷，從第二排管子以后，即使管子的正面也不易受到灰粒的沖刷。省煤器蛇形管錯列布置：傳熱效果較好，結(jié)構(gòu)緊湊，管壁上不易積灰，但是磨損加重。管子錯列布置的背面也容易受到灰粒的沖刷，積灰較輕。煙氣對錯列管子的擾動和沖刷可致通風(fēng)阻力增大，引風(fēng)機耗電量增加，但受熱面清潔，熱阻較小，傳熱系數(shù)高。

（2）省煤器管間煙氣飛灰顆粒對管壁有較強的磨損作用，磨損速度與飛灰流動速度的三次方成正比，所以煙氣流速不能太高。但煙速太低，飛灰易在管壁上沉淀。

（3）此次省煤器改成錯列布置，其橫向相對節(jié)距比順列大1.23倍（兩種S1/d之間相比）。受管束相對節(jié)距影響，所以磨損程度增加不大[3]。

2結(jié)束語

因循環(huán)流化床鍋爐在泄漏磨損方面的技術(shù)一直是關(guān)注重點。大型電站鍋爐在設(shè)計制造時，對循環(huán)流化床設(shè)計方面更習(xí)慣偏重構(gòu)造上選用磨損低和易于吹灰的技術(shù)方向，略工業(yè)鍋爐設(shè)計簡單實效，三臺130T/H循環(huán)流化床爐省煤器積灰嚴(yán)重。中小爐型通過改造省煤器順列改錯列布置后，結(jié)構(gòu)緊湊，減少積灰，傳熱效果好，出力穩(wěn)定。雖煙氣流動阻力升高磨損增加，但通過增加防磨瓦防磨擋板等措施以及改變流通面積調(diào)整煙氣流速，有效地提高了換熱效果，安全節(jié)能、并未產(chǎn)生影響鍋爐運行的現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1] 岑可法.鍋爐和熱交換器的積灰、結(jié)渣、磨損和腐蝕的防止原理與計算[M].北京：科學(xué)出版社，1994：51.

[2] 中國動力工程學(xué)會.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000：179.

[3] 陳立勛，曹子棟.鍋爐本體布置及計算[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1990：23.

作者簡介

曹亞明（1972-），男，遼寧沈陽人;學(xué)歷：工程碩士 ，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：沈陽經(jīng)開區(qū)熱電有限公司，研究方向：熱電廠基建和運行及供熱管理。