#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏分析及解決措施

王 強

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州515723）

0 引言

廣東大唐國際潮州發電有限責任公司#1、#2 機組為600 MW機組，鍋爐型號為HG－1900/25.4－YM4，是一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、帶內置式再循環泵啟動系統的本生直流鍋爐，單爐膛、固態排渣、全懸吊結構布置。

#1、#2 鍋爐平均排煙溫度為137 ℃，大于設計溫度125 ℃。這樣的溫度使電除塵除塵效率無法達到最佳值，煙氣的高含塵量對脫硫系統影響較大，對煙囪的腐蝕也很大；同時，排煙溫度高對整個機組的經濟性影響較大。因此，潮州發電公司2013年11月、5月分別對#1、#2爐增加了煙氣深度冷卻裝置。具體方案為：在空氣預熱器出口至電除塵入口共布置4臺煙氣冷卻器，每臺冷卻器由6組換熱元件組成，每組換熱元件自上而下共計8根管。煙氣冷卻器取水方案：煙氣冷卻器水側串聯在6號和7 號低加之間，即從7 號低加出口取全部凝結水，80.2 ℃（THA），水量1 427t/h，分別進入電除塵前4臺煙氣冷卻器，加熱到96.6 ℃后匯入#6低加出口。

潮州發電公司#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置設計參數如下：

（1）處理煙氣量≤3 180 000m3/h；

（2）電除塵出口粉塵濃度≤30mg/Nm3；

（3）水流量：1 280m3/h；

（4）煙氣降溫幅度：最大45 ℃；

（5）本體阻力≤650Pa。

1 煙氣深度冷卻裝置泄漏情況

泄漏情況如圖1所示。

圖1 泄漏情況

1.1 #2爐泄漏情況

#2冷卻器的泄漏模塊為靠近進口喇叭處，從煙道底部可以較明顯地看到在換熱模塊的背風側殼體底部存在大量積灰。#4冷卻器煙道的泄漏模塊處在迎風面的第一層模塊上，站在煙道內已經可以明顯看到在迎風面上4號煙道最下層換熱模塊已全部被積灰所覆蓋。

對比迎風面上未發生泄漏的換熱模塊可發現，其上管排較為干凈，并沒有太多灰分的積累。同時，在現場使用測厚儀測量假管得到管厚約為3.2mm。

2015年2月，為進一步確認換熱管泄漏具體位置，以便提供更合理的解決方案，對泄漏煙道底板進行切割、檢查，以進一步確定泄漏原因。#2、#4冷卻器泄漏，并且漏點較為嚴重。漏點位置均為冷卻器最下層最下面一根管自電除塵側向空預器側數第3根管。

1.2 #1爐泄漏情況

#1、#2、#3、#4冷卻器均泄漏，其中#2、#3 冷卻器漏點較為嚴重，漏點位置均為冷卻器最下層最下面一根管自電除塵側向空預器側數第3根管。

2 原因分析

綜合#1、#2爐煙氣深度冷卻換熱裝置泄漏的實際情況，可以得出換熱模塊泄漏的原因為以下兩點：

（1）為使得換熱模塊及殼體上盡可能少產生積灰，在換熱模塊的殼體設計中，對殼體底板與水平面設置了一個小角度的溜角，方便殼體上的積灰溜走，從而避免殼體積灰。但是由于該溜角的存在，殼體底板與模塊底部之間形成了一個平均高度為350mm 左右的縫隙，同時由于煙氣的自然沉降，大顆粒灰處于整個風場的下部，而由于殼體底板與換熱模塊間的縫隙風阻遠小于換熱模塊間的風阻，在鍋爐運行過程中，大量煙氣攜帶大顆粒灰進入該縫隙，形成了一個“煙氣走廊”，反復沖刷模塊底部幾層的換熱管，最終造成了換熱管泄漏。

（2）#1、#2爐煙氣深度冷卻裝置入口煙道導流板形式采用了“網格式”的結構方式，在煙道下部和側部會形成較為紊亂的氣場渦流現象，對于換熱管的沖刷影響也比較明顯。

3 解決措施

（1）由于現場灰塊的積累量較大，甚至大量飛灰結塊積累在換熱管排內部，無法徹底清理干凈。采用高壓水槍沖洗換熱管排間的積灰塊，在將換熱管排間的積灰清理干凈后再進行水壓試驗。

（2）將#1～#4冷卻器最下面一層最下面一根管在聯箱處進行堵管處理，防止已磨損的管路再一次發生泄漏。

（3）針對換熱模塊與殼體底板之間的“煙氣走廊”，在換熱模塊底部加設一塊3mm 的薄板（為增強薄板強度，使其不致發生扭曲，在板上焊接小角鋼），并在薄板兩端加焊兩塊強度較大的厚板，用以支撐換熱模塊下方的薄板，最終將整個換熱模塊下部隔絕成兩個獨立的箱體結構，使煙氣無法從換熱模塊與殼體底板之間通過。具體施工方案如圖2所示。

（4）割除煙道導流板下部兩層橫向均流板，避免煙氣渦流的形成。具體施工方案如圖3所示。

圖2 在換熱模塊底部加設薄板

圖3 割除煙道導流板下部兩層橫向均流板

4 結論

（1）通過對煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏原因的分析可以看出，原始設計存在嚴重的問題，這是導致煙氣深度冷卻裝置換熱元件泄漏的直接原因。

（2）通過改變煙道內部流場設計，消除換熱元件與殼體底板之間的“煙氣走廊”，避免了煙氣渦流的形成，徹底解決了煙氣深度冷卻裝置泄漏的問題。