火电厂锅炉省煤器优化改造研究

中国电力建设工程咨询中南有限公司 郭大江

火电厂锅炉省煤器优化改造研究

中国电力建设工程咨询中南有限公司 郭大江

火电厂锅炉省煤器能够有效的提升锅炉的换热效率，并且降低烟气出口温度。省煤器在实际运行中经常出现爆管事故，这与省煤器的布置结构和运行方式不合理有关，因此对省煤器进行优化改造十分必要。本文首先分析了省煤器爆管的主要原因，其次简要介绍了省煤器改造过程中的主要技术要求，最后给出了省煤器优化改造方案。对省煤器进行合理的优化改造，对提升锅炉的换热效率，保证机组安全运行具有重要的现实意义。

省煤器；爆管；优化改造

火电厂锅炉省煤器是电厂中重要的节能设备，省煤器通过炉膛出口烟气加热给水，不仅有效的利用了烟气的温度，实现了节能，而且降低了烟气的排放温度，减弱了炉膛尾部受热面的高温腐蚀。因此锅炉省煤器在电厂中是十分重要的设备，其能否安全稳定的运行关系到了机组运行的安全性能。但是，随着锅炉使用年限的增加，由于设备老化、运行不合理、煤质质量变差等诸多原因导致省煤器爆管情况出现。据统计，目前导致火电厂锅炉设备停运的原因之中，省煤器爆管事故站到很大的比例，而且随着机组运行年数的增加，运行小时数的增长，省煤器发生爆管泄漏的概率将大大增大。为了避免省煤器发生爆管事故，提升省煤器的换热效率就需要对锅炉省煤器进行优化改造。本文在分析了省煤器爆管原因的基础上，提出了省煤器的改造方案和优化方法，所得结果对提高省煤器的换热效率，增加省煤器的安全运行小时数具有重要的现实意义。

1 火电厂锅炉省煤器爆管原因分析

省煤器爆管事故是火电厂常见的爆管事故。省煤器一般布置在烟道的尾部，通过烟气中的热量来加热给水，从而提高机组的运行效率。省煤器中介质的温度相对较低，因而一般选用铸铁或者钢管作为省煤器管道的材质。该种材质的耐磨性能较差，因而当炉膛内部环境和运行方式不合理时，很容易发生爆管事故。

省煤器爆管的原因可以从以下几个方面来考虑，即炉膛结构、运行方式、燃用煤种。

炉膛结构。火电厂锅炉炉膛采用四角切圆的燃烧器布置形式，那么省煤器发生爆管事故的概率就会增大。这是由于四角切圆的燃烧方式会使得烟气在进入尾部受热面时会有残余的旋转，残余旋转可能会造成省煤器管道两侧烟气的烟速和烟温不同，进而造成管道受热不均。如果省煤器受热面设置过少，会导致烟气温度高于设计值，使得管道长期处于高温的环境中，进而增加爆管危险。

运行方式。运行方式对火电厂锅炉省煤器的影响主要体现在吹灰器的使用不当对管道造成的吹损。吹灰器的吹灰压力过高会直接对省煤器的管道造成损伤，长期运行时极易造成省煤器管道爆管。如果吹灰器运行不正常，则不能及时去除省煤器管道上的积灰，造成省煤器管道受热不均也会发生爆管事故。

燃用煤种。煤中的硫化物极易造成烟道尾部受热面的腐蚀，如果燃用含硫高的煤种，就极易造成省煤器的腐蚀减薄，进而导致爆管事故。

2 火电厂锅炉省煤器改造技术要求

省煤器改造的技术要求主要是对管道的壁厚和弯管半径的要求。省煤器改造包括管道的布置形式、布置位置、管道数量等内容，主要任务就是省煤器管道的更换和重新布置。

管道厚度是影响管道使用寿命的主要因素，选用管道时还需要考虑经济性的因素。综合管道的使用寿命和管道经济性，一般省煤器管道的壁厚选用3.8mm，如果有需要也可以设置成4.0mm。

管道在弯曲时，如果半径过小，在弯管时会形成局部管道减薄，从而影响管道的使用寿命。所以为了避免弯管时对管道造成损伤，需要在满足结构要求的前提下，适当增加管道弯头的半径，从而保证管道的使用寿命。

省煤器管道肋片和防磨护铁的技术要求。省煤器管道的肋片需要平整和光滑，不能有太多的褶皱。一般肋片的起伏波面的展开总长度不大于肋片展开总长度的8%。防磨护铁需要平整和光滑，在焊接时要保证焊接质量，不能对周围管道造成损伤。

3 火电厂锅炉省煤器运行优化和改造方案

影响省煤器安全运行的因素主要有两方面，一方面是省煤器管道积灰造成管道的受热不均，进而造成管道疲劳，从而发生爆管事故；另一方面是管道受到烟气或者吹会气流的吹损，从而造成管道的磨损，造成爆管事故。所以省煤器的运行优化主要从以下两方面进行：

减少省煤器管道表面的积灰。定期对省煤器管道进行清灰是减少管道积灰最重要的方式。另外对在管道布置时采用错列的方式，也能够有效的减少灰尘的积聚。

降低管道的磨损。可以在省煤器管道易发生磨损的部位增加防磨护铁。另外降低烟道中烟气的烟速也能够很好的起到降低磨损的作用。

省煤器改造主要是为了提升省煤器的换热效率，降低省煤器的爆管危险，提高其使用寿命。

省煤器管道改造。省煤器管道半径和省煤器磨损成反比关系。选用尺寸较大的管道时能够有效的降低管子的磨损。因此在经济条件允许的前提下可以将38mm的管道改为40mm甚至更高。

省煤器受热面布置改造。省煤器布置可以有顺列布置和错列布置两种形式。错列布置有利于吹灰和换热，可以将顺列布置的管排改成错列布置。管道间距会对烟速造成影响，因而需要根据需要的烟速合理布置管排的间距.

对省煤器管道加装换热肋片。增加肋片能够有效增加省煤器管道的换热面积，从而提高省煤器的换热效率。

在省煤器管道易磨损位置假装防磨护铁。

4 总结

本文主要对省煤器的优化改造进行了研究，给出了具体的优化和改造方案，所得结果对提升锅炉效率，降低出口烟气温度具有重要意义。

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郭大江（1983—），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要从事火电厂热机专业设计工作。