1 項(xiàng)目背景

鄒縣電廠6號(hào)（635MW）機(jī)組MGGH系統(tǒng)于2017年上半年投運(yùn)，隨低低溫電除塵器改造工程完成。該系統(tǒng)在電除塵器前垂直煙道布置煙冷器，分4組分別布置在電除塵器入口的4個(gè)垂直煙道中，在脫硫吸收塔后水平煙道中設(shè)置煙再器，熱媒水為除鹽水，除鹽水通過(guò)補(bǔ)水泵輸送進(jìn)入熱媒水箱，從熱媒水箱接出至熱媒水泵入口，經(jīng)熱媒水泵（兩運(yùn)一備）升壓后，吸收煙冷器放出的熱量，通過(guò)煙再器加熱凈煙氣至80^°C 排放，熱媒水回水至熱媒水泵入口，另外設(shè)置一個(gè)蒸汽輔助加熱器，在冬天低負(fù)荷煙溫較低時(shí)投運(yùn)，保證煙肉的入口煙溫。

原煙冷器采用傳統(tǒng)的蛇形管H型翅片模塊，為管殼式結(jié)構(gòu)，煙氣走殼側(cè)，冷卻水走管側(cè)。隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間增加，受除塵器前的高濃度粉塵連續(xù)沖刷，換熱元件的磨損無(wú)法避免，如某根管因?yàn)槟p損壞，管內(nèi)大量冷卻水將源源不斷向煙氣中泄漏，造成換熱模塊積灰堵塞，需不斷封堵管圈以維持運(yùn)行，導(dǎo)致煙再器輔助蒸汽的投用量顯著增加，換熱性能大打折扣，難以滿足低低溫電除塵的入口煙溫要求。同時(shí)，為確保煙肉入口煙氣溫度要求，不得不投入更多的輔助蒸汽，但有些時(shí)候，即便增加輔助蒸汽投用，也難以提升煙肉入口煙溫，給煙肉的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外，煙冷器泄漏引發(fā)積灰、板結(jié)等問(wèn)題，使得引風(fēng)機(jī)的電耗增加情況進(jìn)一步加劇。因此，亟需對(duì)煙冷器進(jìn)行改造。

2 改造技術(shù)路線

采用熱管換熱器替代原蛇形管換熱器，徹底消除換熱管磨損、漏水帶來(lái)的隱患。真空熱管換熱器是由若干根熱管組成的換熱設(shè)備，熱媒水和煙氣分別從換熱器的上、下部分流過(guò)，煙氣和熱媒水之間由中間隔板和熱管分隔開(kāi)，每根熱管的管內(nèi)工質(zhì)互不相通、不串漏（圖1）。真空熱管換熱器中的每根熱管都是獨(dú)立的換熱元件，即使個(gè)別熱管由于磨損發(fā)生泄漏，也只有熱管內(nèi)部工質(zhì)會(huì)泄漏進(jìn)入煙道，微量的工質(zhì)會(huì)被熱煙氣快速蒸發(fā)，熱媒水不會(huì)泄漏進(jìn)入煙氣側(cè)[。

3 改造方案的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1真空熱管換熱器光管與翅片管組合使用

本次改造的核心目標(biāo)為優(yōu)化換熱器管排間的煙氣流場(chǎng)，并兼顧未來(lái)運(yùn)維的可調(diào)性，為此，將單個(gè)煙道分成7個(gè)單獨(dú)的模組（圖2），以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的流量控制和溫度控制。

在換熱器設(shè)計(jì)方面，采用分段式策略。煙冷器換熱管高溫段采用螺旋翅片熱管，鑒于本次改造位置在垂直煙道上，且安裝傾斜角度設(shè)定為 10^° ，無(wú)須過(guò)分擔(dān)憂自然沉降導(dǎo)致的積灰問(wèn)題，高溫段選擇螺旋翅片熱管旨在最大化換熱面積，進(jìn)一步提高換熱效率。低溫段采用光管熱管型式，這一選擇背后有著深刻的考量。硫酸氫銨在煙氣換熱后 （146^°C 以下）易凝結(jié)成液體，若采用翅片管易導(dǎo)致灰塵積聚并堵塞翅片間隙，從而增大設(shè)備運(yùn)行阻力。光管熱管則能有效規(guī)避這一問(wèn)題，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)分段式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效換熱與設(shè)備保護(hù)的雙重目標(biāo)。

3.2 流場(chǎng)優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪原均流板設(shè)置，通過(guò)氣流模擬，得到結(jié)果如表1所示。模擬結(jié)果顯示，煙冷器入口斷面速度均勻性較差，左右兩室煙冷器入口斷面氣流分布均勻性分別為 0.336，0.373 ，不利于換熱。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，煙冷器左右兩室的流量偏差為 ±6.15% ，大于 ±5% 。左右兩室流量偏差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致一側(cè)煙冷器內(nèi)部積灰嚴(yán)重，另一側(cè)煙冷器換熱管磨損嚴(yán)重。

按優(yōu)化設(shè)計(jì)方案建立煙冷器三維模型，在入口煙道靠中間位置增設(shè)一組導(dǎo)流板，如圖3所示。對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的煙冷器系統(tǒng)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果（表2）表明，優(yōu)化后煙冷器上游氣流均勻性得到改善，左右兩室煙冷器入口斷面速度均勻性分別為0.331、0.335，有利于減少積灰并提高換熱效率。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化后煙冷器兩室的流量偏差為 ±1.20% ，達(dá)到小于 ±5% 的設(shè)計(jì)要求，可有效降低換熱管磨損并減輕煙冷器內(nèi)部的積灰問(wèn)題。

3.3 吊裝方案優(yōu)化

該項(xiàng)目是對(duì)MGGH系統(tǒng)的局部改造，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地環(huán)境復(fù)雜，西側(cè)空間狹窄，新增的脫硫廢水零排放蒸發(fā)塔影響吊車(chē)站位（圖4）；東側(cè)下方則布滿公用管道，涵蓋油管、氨氣管道等（圖5），一旦受損，將直接危及其他機(jī)組的正常運(yùn)行。

采用常規(guī)的小模塊吊裝方式，約800t舊模塊拆除將占用較長(zhǎng)時(shí)間，經(jīng)評(píng)估短短50天的施工工期將無(wú)法完成整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，需采取單模塊（約20t）不分割、整體拆除的方案。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工空間狹小、工期緊張的實(shí)際，經(jīng)討論確定采用電動(dòng)葫蘆與吊車(chē)配合的吊裝方式。停爐前，換熱器上層檢修平臺(tái)及干涉鋼梁先拆除，停爐后在上部通長(zhǎng)設(shè)置45#工字鋼導(dǎo)軌，對(duì)應(yīng)模塊位置背靠一根30#工字鋼以增加強(qiáng)度；從中間兩煙道換熱器模塊上部鋼梁下面架設(shè)導(dǎo)軌延伸至平臺(tái)外側(cè)，采用導(dǎo)軌及2臺(tái)20t電動(dòng)葫蘆把模塊倒運(yùn)至鋼梁最外側(cè)鋼梁平臺(tái)處（因煙道換熱模塊上部支撐鋼梁，最大跨距為 7.6m ，橫跨鋼梁的導(dǎo)軌在煙道中間處采用14#槽鋼南北側(cè)進(jìn)行支撐加固，導(dǎo)軌及支撐加固如圖6所示）；然后在中轉(zhuǎn)平臺(tái)上用吊車(chē)將模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)接（圖7），最終通過(guò)吊車(chē)順利將模塊吊至 0m 。

現(xiàn)場(chǎng)吊裝設(shè)施安裝、驗(yàn)收合格后，兩側(cè)模塊同時(shí)拆除，成功節(jié)省工期至少6個(gè)工作日。

3.4 調(diào)試方案優(yōu)化

該型熱管換熱器常規(guī)調(diào)試要求設(shè)備安裝完，換熱管需要干燒7天，盡量排出換熱管中不凝性氣體，干燒期間，MGGH系統(tǒng)無(wú)法投運(yùn)。若煙冷器在啟爐后不能投運(yùn)，無(wú)法滿足低低溫電除塵入口煙溫及煙肉入口煙溫的運(yùn)行要求，一方面影響除塵效率，可能導(dǎo)

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

電除塵器傳統(tǒng)配套的煙冷器磨損泄漏，將影響電除塵器的正常穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)法保證機(jī)組超低排放和節(jié)能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；而真空熱管換熱器解決了磨損泄漏問(wèn)題，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，其替代常規(guī)蛇形管換熱器勢(shì)在必行?，F(xiàn)結(jié)合本文所述項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)施，總結(jié)以下經(jīng)驗(yàn)，供類(lèi)似項(xiàng)目借鑒：

致粉塵排放超標(biāo)，另一方面脫硫后煙氣不加熱進(jìn)入煙肉，將對(duì)煙肉泡沫玻璃磚防腐層的安全運(yùn)行造成影響。

為解決這一棘手問(wèn)題，進(jìn)一步探討更加安全可靠的調(diào)試方案，最終取消集中干燒的7天時(shí)間，安裝完即向熱管內(nèi)注水，鍋爐點(diǎn)火未并網(wǎng)調(diào)試期間先將高溫段的換熱管通過(guò)熱排法形成真空，讓該部分熱管正常工作起來(lái)，待鍋爐增帶負(fù)荷后，在保證換熱管對(duì)煙氣有一定的降溫作用的同時(shí)再同步對(duì)熱管進(jìn)行熱排法抽真空，將每列7組模塊中的4組先行隔離抽真空，其余3組正常投運(yùn)，后續(xù)待4組模塊抽完真空，交錯(cuò)互換，避免了煙冷器熱管集中干燒、系統(tǒng)無(wú)法投運(yùn)給電除塵及煙肉正常運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

4測(cè)試和運(yùn)行效果

真空熱管煙冷器經(jīng)調(diào)試正常投運(yùn)后，機(jī)組額定負(fù)荷下，煙冷器出口平均煙溫可降至技術(shù)協(xié)議要求的 105^°C ，煙氣側(cè)阻力不超過(guò) 380Pa ，滿足不大于550Pa 的要求。

1）換熱器高溫段設(shè)置翅片熱管，低溫段采用光管熱管的設(shè)計(jì)理念，為有效避免除塵器前布置的換熱管硫酸氫銨堵塞提供了參考辦法。2）本項(xiàng)目在狹小復(fù)雜空間內(nèi)成功完成了20t大模塊吊裝，吊裝方案上積累了經(jīng)驗(yàn)，可給同類(lèi)型施工吊裝提供一定借鑒。3）對(duì)于采用低低溫電除塵運(yùn)行方式的機(jī)組，類(lèi)似改造項(xiàng)自調(diào)試，可借鑒熱管先行投運(yùn)、分區(qū)干燒排真空的方式，減少對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行的影響。

[參考文獻(xiàn)]

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