H型翅片式省煤器在410t/h鍋爐上的應用

摘 要：文章主要論述了某電廠#4鍋爐將原光管式順列布置省煤器改造為H型翅片式錯列布置省煤器的改造原因及改造后效果。通過文章的分析，希望可以對相關工作提供參考。

關鍵詞：省煤器；改造；原因；效果

引言

電站鍋爐普遍采用的是光管省煤器。近年來受煤種限制，電廠燃料發熱量降低、灰份偏高，再加上光管省煤器結構缺陷，在運行中普遍存在排煙溫度偏高、堵灰積灰嚴重，致使省煤器磨損嚴重的現象。經鍋爐實際運行證明，采用H型翅片式省煤器是解決上述問題的最佳途徑之一。

1 設備概況

某電廠WGZ410/9.8-18型鍋爐省煤器安裝在尾部豎井中，分兩級布置。兩級間進行一次前后交叉，工質自下而上流動。一二級省煤器在煙道寬度上分成左、右對稱兩部分，給水自左右兩側引入一級省煤器進口集箱，經4組（每組33排，橫向節距140mm）Ф32×4mm蛇形管逆流向上，分別引入四只下級省煤器出口集箱，再由8根Ф108×8mm的管子從爐外交叉引入上級省煤器的左、右兩只進口集箱，經四組錯列布置（每組79排，橫向節距150mm）的Ф32×4mm蛇形管逆流，分別引入二級省煤器出口集箱，最后經兩根Ф219×16mm的管子引到汽包。為減輕飛灰磨損和煙氣側阻力，額定負荷時省煤器處煙速≯7.0m/s，并在各級省煤器煙氣進出口處的四排省煤器管及各排管子彎頭處裝有防磨裝置。

2 改造原因

2.1 入爐燃煤灰分遠遠大于設計值，導致飛灰濃度增大、煙氣量增加、煙氣流速提高，使省煤器穿墻管的迎流面下第一、二、三、四根管均形成較大磨損。二級省煤器磨損泄漏現象嚴重，嚴重危及鍋爐的安全運行。

2.2 因磨損導致省煤器爆管泄漏對個別管排進行封堵，使省煤器受熱面積減少，導致排煙溫度高于設計值約30℃。

2.3 配合脫硝改造工程優化二級省煤器，并二級省煤器抬高約1m，在二級省煤器下方布置一層SCR脫硝裝置。

3 H型省煤器技術特點

3.1 良好的防磨性能

磨損主要是灰粒對管子的沖擊和切削作用，在管子周圍與水平線成30°部位磨損最厲害，S1/d=S2/d=z時，此處磨損量為平均值的3倍；錯列布置由于氣流方向改變，第二排磨損最厲害，S1/d=S2/d=z時第二排是第一排磨損量的2倍，以后各排磨損量比第一排一般高30%-40%；順列布置第一排與錯列布置第一排相同，以后各排由于氣流沖擊不到管子磨損較輕。在其他條件相同情況下，順列管束的最大磨損量比錯列管束少3-4倍；管子磨損速度與煙氣速度不均系數KV4.33成正比，與飛灰濃度不均系數Ku成正比。

3.2 減少積灰

H型翅片具有良好不積灰的翅片間距，積灰形成發生在管子背向面和迎風面。管子錯列布置容易沖刷管子，背面積灰較少。對于順列布置管子，由于氣流不容易沖刷管子背面，就管子而言順列布置積灰比錯列多。由于翅片焊在管子不易積灰的兩側，而氣流筆直地流動，氣流方向不改變，翅片不易積灰；H型翅片中間留有4-10mm間隙，可引導氣流吹掃管子翅片積灰。縱向翅片管由于翅片焊在積灰迎風面和背面，由于氣流沿翅片流動，氣流到管子處改變方向形成漩渦。部分區域易形成積灰。H型翅片由于兩邊形成筆直通道，可取得最好的吹灰效果。

3.3 降低排煙溫度

H型翅片管省煤器的擴展受熱面可以根據需要進行靈活設計，在有效的鍋爐空間可以設計更多的受熱面，進而更大幅的降低排煙溫度；或者在一定的排煙溫降的前提下，將省煤器設計更緊湊。

4 改造方案

省煤器更換為雙H型省煤器，原二級省煤器拆除，新雙H型省煤器分為左右2組順列布置，每組44排，橫向節距136mm、縱向節距120mm，基管規格Ф42×4.5mm、管材20G。二級省煤器第一排為光管，其余管排為雙H型，H型翅片齒高21mm、齒距18mm、齒厚2mm。防磨措施為第一排光管加防磨瓦，彎頭加密封盒隔離、布置在墻外。省煤器出口聯箱規格Ф219×22mm，一級省煤器與二級省煤器交叉聯絡管規格Ф108×8mm。

5 改造技術要求

5.1 省煤器由光管式省煤器整體更換為H翅片省煤器，改造后需保證二級省煤器出口煙溫度低于400℃，并確保省煤器出口工質溫度不會對鍋爐運行產生任何不利的影響。

5.2 省煤器在運行中不振動，省煤器設計需考慮防磨問題，并采取有效措施，解決靠爐墻處局部磨損問題，支吊形式與原設計保持一致。

5.3 管材采用全新無縫鋼管，基材為φ42×4.5，材質為GB5310 20G。

5.4 彎頭和直管對接焊口采用全氬弧焊，100%無損探傷。

5.5 省煤器管排制作完后100%通球檢驗，通球直徑為管子內徑的85%。

5.6 省煤器管排制作完后按相關規定進行常規超水壓試驗。

5.7 省煤器管材100%渦流探傷合格，焊縫進行100%射線探傷，所有管材和焊縫全部檢驗合格。

5.8 省煤器防磨板使用壽命大于50000小時。

5.9 現場焊口進行100%無損探傷，水壓試驗無變形和滲漏。

5.10 乙方需對原有二級省煤器支撐空心梁進行重新設計、制作。

5.11 改造后省煤器系統阻力增加小于100Pa。

5.12 省煤器的改造設計數據應能夠同時滿足鍋爐MCR工況及108%MCR的兩種工況，且確保省煤器介質出口溫度不發生沸騰。

6 改造后效果

改造投運后，取得了較好的效果，鍋爐效率、排煙溫度等各項指標均達到設計要求，磨損情況明顯改善。改造前排煙溫度平均值185℃，改造后排煙溫度平均值155℃。改造后，平均煙速從10.2m/s降至8.2m/s，管子磨損速率明顯下降。改善了尾部受熱面煙溫的分布，二級省煤器出口給水溫度升至295℃，達到設計要求。

7 結束語

（1）改造方案可行，運行性能達到設計預期值，省煤器的磨損減輕。（2）選用H型翅片省煤器擴展了換熱面積，排煙溫度降低明顯。（3）在相同受熱面的條件下，省煤器在煙道內的體積大大減少，擴大了檢修空間。綜上所述，#4鍋爐省煤器改造后主要運行參數均滿足改造技術協議要求，且未引起其他受熱面超溫等異常情況，達到了改造前預定的目的。

作者簡介：劉志敏（1984-），男，內蒙古包頭人，助理工程師，從事火電廠鍋爐節能與運行管理工作。