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    鍋爐省煤器的設計改造

    文章出處:博泰鍋爐 作者:博泰鍋爐 人氣: 時間:2020-06-05 09:24
        本文以某電廠2#機組省煤器改造為例,對某電廠鍋爐省煤器頻繁漏水現象進行了分析,提出了設計改造省煤器方案及實施,提高了省煤器的案全性能,降低了爆管發生的頻率,提高了某電廠的經濟效益。 
        一、鍋爐存在的問題 
        (1)由于煤質比較差,煤的揮發分比較低,著火性能比較差,燃燒穩定性變差,鍋爐爐膛溫度不穩定,出現爐膛溫度忽高忽低現象。更有甚者出現點不著火的現象,爐膛溫度過低,只有再通過向爐膛投油,幫其助燃來提高其爐膛溫度。
        (2)積灰嚴重。原設計尾部受熱面是螺旋肋片管,燃料灰分比較大,積灰嚴重,機組剛投產時與設計值相比排煙溫度就高,一般情況下排煙溫度達到130℃左右,省煤器吸熱量減少,根本提高不了鍋爐的熱效率,煤中的灰分高,相對可燃成分的比例就減少,而燃燒時灰分本身的加熱和分解還要吸收熱量,灰分高的煤往往容易夾雜燒不透的可燃物,造成燃料的損失,并向大氣排放數以億計的高溫廢氣,污染環境。
        (3)泄漏頻繁。某電廠2#鍋爐累計運行將近10年,有些受熱面磨損嚴重,泄漏問題逐年增多,尤其是省煤器設計壁厚余量較小,彎頭彎曲半徑小,加工缺陷多,由于積灰嚴重,省煤器受熱不均,造成局部過熱,出現爆管事故。造成了電廠的檢修費用增加。
        (4)排煙溫度過高,尾部受熱面的沒有很好的起到換熱的作用,煙氣溫度沒有得到很大降低,出項了排煙溫度過高。為了增強傳熱并提高結構的緊湊性,大部分現在安裝的鍋爐的省煤器則采用了鰭片管、肋片管和膜式受熱面。某電廠鍋爐省煤器改造前的結構就是肋片管結構。某電廠2#爐原設計的省煤器是有54排(108根)φ42的螺旋肋片蛇形管組成,呈縱向錯列逆流布置,其橫向節距120mm,縱向節距為90mm,進出口聯箱都布置在煙道中,加熱后的給水通過聯接管引致汽包,肋片管省煤器主要優點是熱交換面積明顯變大,這對縮小省煤器的體積、減少材料消耗很有意義。主要缺點是積灰比較嚴重。而某電廠燃燒的燃料灰分比較大,省煤器積灰嚴重,造成省煤器爆管比較頻繁,影響鍋爐的案全經濟運行。省煤器管內水速應維持在一定范圍內,水速過高增加給水泵耗電量,水速過低金屬冷卻難于保證,且引起蛇形管中的空氣停滯。為此,在額定負荷下對于非沸騰式省煤器要求水速不低于0.3m/s,對于沸騰式省煤器要求水速不應低于1m/s。 
        二、省煤器爆管原因分析 
        (1)設計因素。一是鍋爐設計中存在的問題。二是設計選用受熱面系數不合理,使爐膛出口煙溫實測值比設計值高。三是省煤器系統結構設計和布置不合理。四是設計的煙速不合理,若設計的煙速過高,磨損嚴重。若煙速太低,飛灰易于在管壁上沉淀,所以要保證合適的煙速。
        (2)從制造、安裝、維修方面的因素。一是管材本身存在缺陷、質量差。二是安裝不合格。三是施工焊接質量問題。
        (3)運行狀況因素。一是給水品質不良。二是燃燒煤種偏離設計煤種。三是受熱面外部積灰加重導致省煤器換熱不良,加劇煙氣對管子的磨損、腐蝕。四是管束振動,形成長久變形。
        三、省煤器改造方案的設計 
        方案1:進行設備大改動,采用順列布置,順列布置增加了管數,受熱面在原有的基礎上增加約25個百分點的受熱面,省煤器管圈荷重增加30個百分點,省煤器吊掛荷重增加約32個百分點,考慮大修后清灰方式有所改善,該方案可使省煤器出口煙溫降低15℃~20℃。方案2:為了使設備不至于改動太大,仍采用錯列布置,擴大空間,增加管數,調整縱橫向節距,其縱向節距越小,氣流擾動越大,氣流沖刷管子背風面的作用越強,管子上的積灰越少,自清灰能力越強,雖然錯列布置時,在相同空間的情況下,管數減少,受熱面減少但傳熱系數較高,考慮到螺旋肋片管積灰嚴重,換熱效果不好,改進方案主要是增加35個百分點的受熱面,可以使省煤器的出口煙溫降低18℃~22℃,提高了鍋爐的熱效率。
        由于燃料灰分比較大,改成光管錯排省煤器另外加裝了吹灰裝置,有原來的乙炔吹灰,改為超聲波吹灰。方案1雖然增加了管數及受熱面比較多,但缺點是完全占去了檢修空間,安裝結構非常難受,增加了以后檢修和更換管圈的的困難;另外,省煤器吊掛荷重增加了較多,降低了其案全性,受熱面增加過多,下部的受熱面清灰效果大大下降,受熱面的利用系數也下降了很多。方案2雖然增加受熱面比較少,荷重較小,但是下部檢修空間有所改善,積灰狀況和傳熱效果也會明顯改善。該方案的主要缺點是結構改動比較大,焊接要求較高,需要對原有的各種連接管、異形管結構和吊掛支撐結構進行改動。在保證焊接質量要求的前提下,方案2切實可行。 
        四、省煤器的改進效果 
        運行實踐證明,某電廠2#爐省煤器改進效果明顯。大修竣工經過一段時間的運行,尾部受熱面的積灰狀況明顯得到了改善,省煤器區域的煙溫降和省煤器的吸熱量均達到了改進設計值。 

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