高压煤粉锅炉管式空气预热器改造过程控制

孙 涛 马 宏 李 凯 何宗玮 王利元 田元平 白能东 王小英

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 陕西榆林 718500

随着煤化工行业的飞速发展，220～480t/ h 容量的次高压、高压煤粉锅炉进入各类煤化工企业，我厂HX320/ 10.6- Ⅱ1 型煤粉高压锅炉，在运行时锅炉最大负荷为290t/ h，锅炉负荷下降，分析判断下级空预器管束堵灰、腐蚀严重，导致锅炉无法满负荷运行，在这种情况下，通过锅炉空预器改造，提升锅炉性能势在必行。在具体的改造过程中，需要充分考虑好相关的流程和整体的参数设计，依据实际的情况，确定好烟气流速等基本参数。在参数确定的过程中，需要在安全性和效率等方面达成协调平衡的状态。在具体的施工过程中，需要充分做好相关的准备工作，施工全过程中要强化安全意识，对可能出现的安全隐患进行防范，并防止一系列危险事故的发生发展。除此以外，整个过程需要增强质量意识，完善相关监督工作。

1 参数的确定与选择

在管式预热器的具体选型、设计过程中，需要充分考虑空气和烟气的流动特性，还需进行综合计算工作，包括现场布置的几何尺寸和生产条件的计算。针对一些必要的约束条件，需要依据实际状进行反复多次的调整，并不断提高计算的精度，简化计算内容。煤粉锅炉烟气中存在着浓度较高的飞灰，其具有较细的粒度，容易落在空气预热器的管壁上，进而产生大量积尘。这些积尘又会进一步导致传热的热阻出现上升的趋势，甚至会导致管式空气预热器烟气侧大面积堵塞。积灰的形成主要是由于烟气中的SO3、SO2含量和管子的布置方式等因素影响。

1.1 烟气、空气流速的确定

在进行烟气流速的选择过程中，需要兼顾各方面的因素，包括流阻、磨损等各个方面。在通常情况下，选择的是标准烟气流速，由于积灰较为严重，需要在流速选择中尽可能靠近上限值，流经搪瓷管空气预热器的烟气流速上级约13.1m/ s，下级约14m/ s。在这种速度下，可以实现管壁的自洁，除此以外，阻力和磨损程度也较轻[1]。相比于烟气流速，空气流速往往更好进行选择。在空气流速的确定过程中，主要需要考虑的只有传热和流阻，流经搪瓷管空预器的空气流速中间级为6.7m/ s，下级约6.5m/ s，锅炉本体烟气侧阻力≤2600Pa，锅炉本体空气侧阻力≤2400Pa，与原锅炉保持一致。

1.2 温度的确定

在改造过程中，需要关注管壁的温度，如果比烟气的露点还要低，便会导致壁面凝结大量的酸露，在结露的过程中也会沾染飞灰，进而导致低温腐蚀现象发生。为了让管壁的温度处于露点之上，需要依据实际情况不断提升排烟的整体温度，但在这一过程中又会对锅炉的热效率产生非常大的影响[2-3]。在最低管壁温度的确定过程中，需要充分依据低温腐蚀的原理，并参考腐蚀和管壁温度之间的关系，同时应尽可能避开酸露点。我厂本次改造采用搪瓷钢管式空气预热器见图1，能够很好规避低温腐蚀问题，为保证锅炉热效率，空预器进口风温大于12℃时，出口风温不低于79℃。空预器进口烟气温度小于192℃时，出口烟温不高于141℃。

图1 考登钢空预器改搪瓷管空预器

2 施工的步骤以及相关措施

2.1 施工准备和施工步骤

2.1.1 施工前的基本准备工作

在进行施工之前，需要进行许多的准备工作，对汽、水、风、烟等系统进行隔离、确认。接着，需要充分考虑现场的实际情况，进行照明设施的安装和布置。在施工的过程中，会存在一些干扰施工作业的设备设施，在施工前需要进行规范有序的拆除工作[4]。

2.1.2 施工的具体步骤

在施工的过程中，首先需要确定好倒运的具体路线，并依据实际情况进行吊装方法的合理选择。接着需要由化建进行空气预热保温层的拆除工作，将保温层拆除以后，需要到甲方指定的位置进行规范处置。电仪人员负责仪表测点的拆除和妥善保管。利用气割拆除对一些钢构件进行拆除，利用等离子切割拆除完成膨胀节的拆除，这些拆除好的组件需要按照规定集中统一摆放。接着需要注意旧管箱的拆除工作，在旧管箱的拆除工作中，尤其应注意管箱的吊装，接着需要规范拆除膨胀节和钢构件，缓慢提升管箱的倒链，检查各个部件的安全性，接着需要再次提升倒链，最后通过协调作业，将管箱放置到地面，并按照甲方的规定，放置到具体的安放地点[5]。

在新管箱的安装过程中，需要首先检查管箱是否符合相关的规范，安装之前需要划好相关的定位线，确定好上下的方向，通过添加石棉板进行密封，充分测量相关数据和参数，当所有参数符合安装要求和规范后，便可进行固定操作。管式空气预热器改造安装完毕以后，需要甲方进行安全联合验收，合格以后可以进行漏风试验。最后，为了保障更高的安全性，还需要进行全面的检查，防范管束中留存有杂物，检查确认完成后需进行保温层的恢复工作。

2.2 施工的具体要求

在施工的过程中，首先需要对场地进行合理的选择和使用，需要保障好防火设施和基本的道路通畅，并在作业区域设置安全警示标识。夜间的作业时，需要充分保障好照明设施。高空作业时，作业人员需要按照规范佩戴安全帽和安全带。在高空作业时，不可从高空进行物品的抛掷，同时需要注意安全用电、防范火灾事故发生。在进行腐蚀性或有毒物质的拆除时，需要将管道内的物料及时清除。相关的施工单位在每日施工以前，需要进行全方位的排查、检查，包括所有的机具以及施工环境等情况，当发现任何安全隐患时需立即整改。

3 提高改造效率的相关举措

3.1 提高作业人员的技术水平

为了让煤粉锅炉管式空气预热器改造工作高效完成，需要配备专业的作业人员和专职管理人员，对整个过程进行管控。对现有的作业人员，需加强培训，提高作业人员的技能水平。还可以建立更为完善的奖惩体系和监督体系，提高作业人员和管理人员的工作效率。提高相关管理者的责任意识，规范工作流程[6]。

3.2 提高对各个环节的管控

在进行煤粉锅炉管式空气预热器改造时，涉及到多个部门和专业的配合，为了提高煤粉锅炉管式空气预热器改造过程中的安全性，需要依据每个环节和工序的具体细节进一步细化责任。首先，需要完善管理层的基本职责，提高宏观的管理调控质量。然后，需要建立起层次鲜明的管理系统和工作分工系统，让每个人的工作内容和职责更加清晰。依据规定好的职责，相关的管理人员和工作人员需要提高工作效率，提高质量和责任意识，高效有序完成本职工作。

3.3 完善质量保障的体系

在煤粉锅炉管式空气预热器改造工程中，质量都是处于至关重要的地位。而改造工程的质量具体体现在工程的每个环节，为了保障改造工程质量，前期的准备工作就显得十分重要，直接影响后期施工的基础条件。因此，需要在前期的准备过程中就建立起较为完善的质量保障体系。在建立的过程中，需要充分考虑各方面的问题，从立项到组织施工到最后的验收，这中间的所有细节都需要考虑到位，尽可能做到更加规范。在具体的管理调控时，需要从多个维度同时开展，依据完善的质量保障体系，不断完善各个阶段的管理监督工作，提高工程施工的效率。

随着我厂煤粉锅炉管式空气预热器改造数量的增多，我们积累了不少经验。在改造前，需要注意对各方面参数的确定和选取，既要保障好安全性和基本性能，又要提高锅炉效率，锅炉产汽能力有了明显提升见图2。

图2 改造前后产汽量对比图

4 结语

在施工过程中，首先需要做好一系列的准备工作，确保道路通畅、施工空间充足和施工过程安全等，接着在具体的施工过程中，需要保持较高的质量意识和安全意识，及时排除和消除施工过程中存在的安全隐患，对不合规范或施工管理要求的地方及时整改，确保工程改造的安全性和作业人员的生命安全。为了解决煤粉锅炉管式空气预热器改造过程中遇到的这些问题，需要对相关人员进行培训，提高相关人员的技能、管理水平，增强各部门协调配合程度。除此以外，还需要完善和优化工作流程，制定更加规范的应急预案，提高对整个过程的监管力度，做好风险管理和过程管控工作。