黃宇星，曾恕鋼

（四川川潤動力設(shè)備有限公司，四川自貢 643000）

0 引言

中溫再熱器實質(zhì)上是一種把做過功的低壓蒸汽再進行加熱并達到一定溫度的蒸汽過熱器，是鍋爐受熱面的重要組成部分。一般情況下，再熱蒸汽壓力為過熱蒸汽壓力的20%～25%，可助力電廠熱效率有4%～6%的提升[1]?，F(xiàn)階段，我國152 MW 以上的機組，基本都采用一次中間再熱系統(tǒng)來保障電廠工作的正常運行。由此可見，中溫再熱器在電廠運行中有著較好的應(yīng)用前景。某電廠SG-20193/17.5-M913 型鍋爐經(jīng)過通流改造后，再熱器出口蒸汽溫度明顯降低，特別是在300 MW 負(fù)荷下，高溫再熱器出口汽溫僅能達到530 ℃，比原設(shè)計值低了15 ℃。因此，為解決該鍋爐中溫再熱器汽溫欠溫的問題，提出中溫再熱器汽溫的優(yōu)化措施，從根本上解決再熱器欠溫問題。

1 鍋爐概況

某電廠SG-20193/17.5-M913 型鍋爐為亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，鍋爐采用擺動燃燒器調(diào)溫，四角布置、切向燃燒、正壓直吹式制粉系統(tǒng)、單爐膛、∏型全封閉布置、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)。除正壓直吹式制粉系統(tǒng)外，鍋爐主體由擱置在立柱頂部的頂板懸吊，以此完成日常工作。該鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

2 鍋爐改造前中溫再熱器運行情況

SG-20193/17.5-M913 型鍋爐經(jīng)過通流改造后，再熱器出口蒸汽溫度明顯降低，其在330 MW 負(fù)荷、210 MW 負(fù)荷、160 MW負(fù)荷下中溫再熱汽溫的運行統(tǒng)計值見表2。

表2 鍋爐改造前中溫再熱器汽溫運行統(tǒng)計情況

從表2 可以看出，在同時段下，不同負(fù)荷下鍋爐中溫再熱器的溫度平均值分別為529 ℃、515 ℃、504 ℃，再熱器運行汽溫均低于原設(shè)計值，嚴(yán)重影響了機組的運行效率，降低電廠的發(fā)電功率，不利于電廠長遠發(fā)展。

3 鍋爐中溫再熱器汽溫優(yōu)化措施

3.1 增設(shè)煙氣擋板調(diào)溫

增設(shè)煙氣擋板調(diào)溫是優(yōu)化鍋爐中溫再熱器汽溫的有效手段。煙氣擋板調(diào)溫的原理是通過改變再熱器中的煙氣流量，達到調(diào)節(jié)汽溫的目的。首先，利用煙氣擋板將再熱器尾部煙道分隔為2 個并聯(lián)的煙道，再在主煙道中布置再熱器，旁通煙道中布置低溫過熱器，通過以上操作，改變流經(jīng)2 個煙道的煙氣通過量，從而調(diào)節(jié)再熱器汽溫[2]。在具體實施中，為進一步防止擋板變形，煙氣擋煙板放置區(qū)域的煙溫以不超過500 ℃為宜，煙氣流通量始終保持平穩(wěn)，盡量減少煙氣量對擋板的磨損。同時，利用煙氣擋板調(diào)節(jié)汽溫時也要注意，若想提高再熱器汽溫，應(yīng)在開大再熱器側(cè)擋板前，檢查再熱器內(nèi)是否有一定量的過熱器減溫水，避免因過熱器減溫水過量，而引起低溫過熱器出口溫度下降，造成主蒸汽溫度降低，最后中溫再熱器出口溫度并未發(fā)生任何變化。由此可見，通過增設(shè)煙氣擋板調(diào)節(jié)鍋爐中溫再熱器汽溫具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、汽溫調(diào)節(jié)幅度大、不影響鍋爐工作功率的優(yōu)點，但在實際操作中，汽溫調(diào)節(jié)的延遲時間也相對較長，大多數(shù)擋板只在0%～45%的開度范圍內(nèi)才能起到明顯作用，擋板開度過大會引起擋板磨損，擋板開度過小又容易積蓄灰塵，所以電廠在實際使用過程中，需根據(jù)自身鍋爐中溫再熱器汽溫的實際情況與鍋爐燃燒情況，判定煙氣擋板調(diào)溫的使用頻率，以達到高效生產(chǎn)的根本目的[3]。

3.2 煙氣再循環(huán)調(diào)溫

煙氣再循環(huán)調(diào)溫的工作原理是將一部分冷煙氣（溫度在250～350 ℃，通常存在于省煤器與空預(yù)器之間）利用再循環(huán)風(fēng)機送入鍋爐爐膛中，以改變再熱器的輻射受熱面積與對流受熱面的吸熱量比例，最終達到調(diào)節(jié)再熱器汽溫的目的[4]。若想提高中溫再熱器汽溫，則需降低鍋爐的負(fù)荷，以增加煙氣再循環(huán)量，使再熱器吸熱量增加，從而使再熱器汽溫升高。通常情況下，每增加1%的煙氣再循環(huán)量，則可使再熱器汽溫升高2～3℃。反之，若想要降低中溫再熱器汽溫，則需提高對鍋爐的負(fù)荷，以減少煙氣再循環(huán)量，使再熱器吸熱量減少，從而使再熱器汽溫降低。通常情況下，每減少1%的煙氣再循環(huán)量，則會使再熱器汽溫降低1～1.5 ℃。且當(dāng)再循環(huán)煙氣從爐膛上部送入時，則可降低爐膛的出口煙溫，此時為再熱器汽溫的調(diào)節(jié)效果并不明顯，而是為了防止屏式過熱器超溫和對流過熱器結(jié)渣，可對爐膛起到保護作用[5]。所以，在實際操作中，可將煙氣再循環(huán)系統(tǒng)同時接入爐膛的上部和下部，當(dāng)煙氣從爐膛下部送入時起到調(diào)溫作用，當(dāng)煙氣從爐膛上部送入時起到保護作用，以此完成整個煙氣的循環(huán)過程。由此可見，煙氣再循環(huán)調(diào)溫具備操作方便、調(diào)溫快速的優(yōu)點，但在實際操作中，需增設(shè)再循環(huán)風(fēng)機，也進一步增加了電廠的維護成本，同時考慮到再循環(huán)風(fēng)機的磨損問題，煙氣再循環(huán)的調(diào)溫方式更適用于電廠中的燃油和燃?xì)忮仩t。

3.3 汽—汽熱交換器調(diào)溫

汽—汽熱交換器也可用于鍋爐中溫再熱器的調(diào)溫，其工作原理是用過熱蒸汽來加熱再熱蒸汽，以此改變被加熱的再熱蒸汽量，達到調(diào)節(jié)再熱器汽溫的最終目的。常見的汽—汽熱交換器有套管式與筒式兩種結(jié)構(gòu)。其中，套管式汽—汽熱交換器的外套管管徑為159～219 mm，內(nèi)套多根管徑32～42 mm 的U 形管，通常安裝在鍋爐煙道的外部。在實際工作中，過熱蒸汽在U 形管中通過，再熱蒸汽從外管與內(nèi)管間的縫隙通過。筒式汽—汽熱交換器為管徑800～1000 mm 的圓筒蛇形管，與套管式交換器的安裝位置相同，同樣安裝在鍋爐煙道的外部。在實際工作中，再熱蒸汽在桶內(nèi)的管間流通，通過裝在外部的三通調(diào)節(jié)閥來改變流過熱交換器的再熱蒸汽量，當(dāng)流過熱交換器的再熱蒸汽量越多，管內(nèi)吸收的過熱蒸汽的熱量就越多，再熱蒸汽溫度就能提高，反之，再熱蒸汽溫度則能調(diào)低。通過考量該電廠的實際情況，為進一步節(jié)省金屬建材的消耗量，該鍋爐的改造可選擇筒式汽—汽熱交換器，通過增設(shè)4 臺設(shè)備，就可滿足中溫再熱器調(diào)溫的要求，其金屬總量比套管式汽—汽熱交換器減少近50%。

4 鍋爐改造后效果

在鍋爐改造中，通過采取增設(shè)煙氣擋板調(diào)溫、煙氣再循環(huán)調(diào)溫、汽—汽熱交換器調(diào)溫一系列措施優(yōu)化鍋爐中溫再熱器汽溫，改造后鍋爐中溫再熱器在330 MW 負(fù)荷、210 MW 負(fù)荷、160 MW負(fù)荷下的運行情況見表3。

表3 改造后鍋爐中溫再熱器運行情況

從表中可以看出，330 MW 負(fù)荷下中溫再熱器蒸汽溫度的平均值為545 ℃，相較于改造前提升16 ℃；210 MW 負(fù)荷下中溫再熱器蒸汽溫度的平均值為536 ℃，相較于改造前提升21 ℃；160 MW 負(fù)荷下中溫再熱器蒸汽溫度的平均值為521 ℃，相較于改造前提升17 ℃。由此可知，優(yōu)化后的鍋爐中溫再熱器，其溫度平均值已達到預(yù)計的計劃標(biāo)準(zhǔn)，有效解決了鍋爐中溫再熱器欠溫的問題，減少了機組的工作負(fù)荷，保障電廠的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)束語

該電廠在鍋爐改造中，通過采取增設(shè)煙氣擋板調(diào)溫、煙氣再循環(huán)調(diào)溫、汽—汽熱交換器調(diào)溫一系列措施，優(yōu)化鍋爐中溫再熱器汽溫，已取得了較優(yōu)的改造結(jié)果。改造后的鍋爐中溫再熱器，在不同負(fù)荷下的蒸汽溫度平均值均能達到預(yù)期的計劃水平，有效降低了發(fā)電煤耗，直接改善電廠的經(jīng)濟效益，又間接減少二氧化碳、二氧化硫等氣體的排放，踐行國家節(jié)能減排的政策規(guī)范，推動了電廠的健康發(fā)展。