螺旋鳍片管式省煤器在循环流化床锅炉上的应用研究

马宝成

淄博矿业集团埠村煤矿矸石热电厂

螺旋鳍片管式省煤器在循环流化床锅炉上的应用研究

马宝成

淄博矿业集团埠村煤矿矸石热电厂

埠村煤矿矸石热电厂3#炉现有的省煤器是膜式省煤器，对烟气扰流性能差，在受热面上形成较厚的附面层，因而热阻增加，传热性能下降。而螺旋鳍片式省煤器很好的解决了现有省煤器存在的传热效果差、热效率低、磨损严重的问题，决定采用螺旋鳍片式省煤器更换现有的膜式省煤器。3#炉省煤器通过改造后，管路磨损情况大大减轻，保证了机组运行的稳定性。

螺旋鳍片；省煤器；研究应用；改造措施

1 引言

淄矿集团埠村煤矿矸石热电厂3#锅炉是由济南锅炉厂生产YG—75/3.82—M1型循环流化床锅炉，额定蒸发量75t/h，额定压力3.82MPa，额定蒸汽温度450℃，给水温度150℃，排烟温度150℃，热效率85%，含氧量3-5%。3#锅炉原采用钢管膜式省煤器，三级布置，均为Φ32×3.5的20#无缝钢管弯制的蛇形管组成，与烟气成逆向流动。省煤器管52排，错列布置，横向节距S1=80mm，纵向节距S2=50mm。原省煤器由于其结构限制，受热面积有限，导致锅炉排烟温度较高，热损失较大，锅炉效率降低，同时省煤器受热面磨损严重。为提高锅炉热效率，减轻省煤器磨损，延长使用寿命，经过调研论证，决定采用新型省煤器代替现有的膜式省煤器。

2 省煤器的选择

2.1 省煤器的作用

①吸收烟气中的热量，提高给水温度。在省煤器前的烟温总是高于锅炉蒸发受热面中的工作压力下给水饱和温度。为了充分利用在烟气中的热量，给水在进入蒸发受热面之前，先在省煤器中加热，这样就节省了给水在蒸发面内加热到饱和温度所需的燃料。

②减少锅炉的蒸发受热面。通过用管径较小，管壁较薄，传热效果好、价格较低的省煤器来代替价格较高的部分锅炉蒸发受热面，从而节省金属消耗量，降低锅炉造价。

③改善汽包工作条件。对于汽包而言，省煤器提高了进入汽包的给水温度，减少汽包壁与给水之间的温差，从而减小汽包所承受的应力，使汽包的工作条件得到改善。

2.2 现有省煤器现存问题及分析

①使用寿命短。从2000年使用至今，上组省煤器换管3次，平均使用寿命约为4年，下组省煤器换管4次，平均使用寿命3年，最短的使用寿命仅为20个月。

②省煤器容易积灰和漏水。原有膜式省煤器布置较密，容易积灰，同时3#炉长期满负荷或超负荷运行，烟道内的烟气流速加快，造成对上组省煤器冲刷磨损，当管壁磨损到一定程度时，承受不住管内压力而破裂漏水。另外，下组省煤器尾部的烟气温度低，管壁温度仅有120—130℃，此温度恰好位于凝结酸量和腐蚀速度最大的范围内，出现了严重的低温腐蚀。当管子腐蚀到一定程度时也会造成省煤器管泄露。

在更换下组省煤器管时，我们注意到：管子上粘附有大量积灰，用水冲洗后，其背风面露出厚度约为1.5mm硬质灰层。这是烟气中硫酸蒸汽凝结，发生腐蚀时伴生的低温粘结性积灰。在硬质灰层覆盖的管壁上，管子被腐蚀的坑坑洼洼，腐蚀最深处为1.52mm,背风面腐蚀最严重，管壁厚度仅有0.81mm。测得冲洗管子排出灰水的pH值在2—3之间，说明灰中含有腐蚀性很强的酸性物质。下组省煤器使用一年后，就开始出现漏水，平均发生漏水事故的频率为每月1-3次，最多每月发生5次漏水事故。漏水口在管子的背风面呈针眼状射流。

2.3 方案选型

针对现有省煤器存在的问题以及分析，三种形式省煤器的比较，决定选用螺旋鳍片式省煤器更换现有的膜式省煤器，对锅炉进行综合性技术改造，技术改造后，增大了烟道流通截面积，烟气流速在上下组省煤器之间趋于合理，提高了省煤器管壁温度，从而最大限度的省煤器的磨损和低温腐蚀，最终解决省煤器漏水并成功地将锅炉出力由65t/h提高到75t/h。

3 施工方案

3.1 主要施工方法

（1）本工程的质量目标是合格。

（2）施工时严格按施工图、施工规范和标准的要求施工，控制施工过程的每一工序，保证质量体系有效运转。

（3）测温测压点的拆除与安装，电线电缆在拆除后做到捆扎有序并可靠标示清楚。电线电缆拆除后按照指定位置存放避免拆除炉墙时造成破坏。所有测量装置存放到指定位置。

（4）炉墙护板的拆除。炉墙护板拆除时切割线应横平竖直，切割时不准伤害到钢架母材。并对护板进行编号存放，在拆除后检查护板质量如出现锈蚀严重等影响使用的情况及时与建设单位沟通提前采购。在安装时安照编号逐一安装，焊接时注意焊接材料的使用，必须使用合格的并且与母材材质匹配的焊材进行焊接焊接完毕对护板进行打磨除锈刷漆。

3.2 质量保证措施

（1）强化施工管理，提高职工的质量意识。

（2）焊接管理，凡参加施焊的所有焊工应有所焊项目的合格证。焊条按规定烘烤，焊丝质量及材质经过检查。并及时填写烘烤记录，领用记录。焊缝焊接完毕，应及时打上焊工钢印号，并记录齐全。无损检测后应在焊缝位置图上作出记号，焊缝返修要先分析原因，再制订措施，做到没有预防措施不得进行返修，二次返修方案应经厂总工程师批准。

（3）其它未尽事宜按现行的各专业的施工验收规范进行。

4 经济效益分析

省煤器通过技术改造后，一是增大了烟道流通截面积，使烟气流速在上下组省煤器之间趋于合理。二是降底了排烟温度，提高了锅炉效率和出力，经济效益明显，应用前景广阔。

从锅炉热平衡的计算可知，锅炉的排烟损失是锅炉各项损失中最大的一项热损失。排烟温度每降低10℃，效率可提高约0.6-0.9%，我们取中间值0.8%，通过改造，将排烟温度由150℃降至120℃，

提高锅炉效率：η=0.8%×30÷10 2.4%

节约燃料量：Q=45t/h×24h/天×300天×2.4% 7776吨

（式中按Qnet.ar=14650KJ/Kg,每小时耗煤45吨,每年运行300天计算）

节约资金：M=7776吨×300元/吨=2330000元，一年即可回收投资成本。

[1]周强泰.《锅炉原理》[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]郑德升.电站锅炉省煤器爆漏原因分析及解决措施研究[D].华北电力大学（北京），2004.

[3]DL/T5047-95,《电力建设施工及验收技术规范》(锅炉机组篇)[S].