螺旋鰭片管式省煤器在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用研究

馬寶成

淄博礦業(yè)集團(tuán)埠村煤礦矸石熱電廠

螺旋鰭片管式省煤器在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用研究

馬寶成

淄博礦業(yè)集團(tuán)埠村煤礦矸石熱電廠

埠村煤礦矸石熱電廠3#爐現(xiàn)有的省煤器是膜式省煤器，對(duì)煙氣擾流性能差，在受熱面上形成較厚的附面層，因而熱阻增加，傳熱性能下降。而螺旋鰭片式省煤器很好的解決了現(xiàn)有省煤器存在的傳熱效果差、熱效率低、磨損嚴(yán)重的問題，決定采用螺旋鰭片式省煤器更換現(xiàn)有的膜式省煤器。3#爐省煤器通過改造后，管路磨損情況大大減輕，保證了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

螺旋鰭片；省煤器；研究應(yīng)用；改造措施

1 引言

淄礦集團(tuán)埠村煤礦矸石熱電廠3#鍋爐是由濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)YG—75/3.82—M1型循環(huán)流化床鍋爐，額定蒸發(fā)量75t/h，額定壓力3.82MPa，額定蒸汽溫度450℃，給水溫度150℃，排煙溫度150℃，熱效率85%，含氧量3-5%。3#鍋爐原采用鋼管膜式省煤器，三級(jí)布置，均為Φ32×3.5的20#無縫鋼管彎制的蛇形管組成，與煙氣成逆向流動(dòng)。省煤器管52排，錯(cuò)列布置，橫向節(jié)距S1=80mm，縱向節(jié)距S2=50mm。原省煤器由于其結(jié)構(gòu)限制，受熱面積有限，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度較高，熱損失較大，鍋爐效率降低，同時(shí)省煤器受熱面磨損嚴(yán)重。為提高鍋爐熱效率，減輕省煤器磨損，延長使用壽命，經(jīng)過調(diào)研論證，決定采用新型省煤器代替現(xiàn)有的膜式省煤器。

2 省煤器的選擇

2.1 省煤器的作用

①吸收煙氣中的熱量，提高給水溫度。在省煤器前的煙溫總是高于鍋爐蒸發(fā)受熱面中的工作壓力下給水飽和溫度。為了充分利用在煙氣中的熱量，給水在進(jìn)入蒸發(fā)受熱面之前，先在省煤器中加熱，這樣就節(jié)省了給水在蒸發(fā)面內(nèi)加熱到飽和溫度所需的燃料。

②減少鍋爐的蒸發(fā)受熱面。通過用管徑較小，管壁較薄，傳熱效果好、價(jià)格較低的省煤器來代替價(jià)格較高的部分鍋爐蒸發(fā)受熱面，從而節(jié)省金屬消耗量，降低鍋爐造價(jià)。

③改善汽包工作條件。對(duì)于汽包而言，省煤器提高了進(jìn)入汽包的給水溫度，減少汽包壁與給水之間的溫差，從而減小汽包所承受的應(yīng)力，使汽包的工作條件得到改善。

2.2 現(xiàn)有省煤器現(xiàn)存問題及分析

①使用壽命短。從2000年使用至今，上組省煤器換管3次，平均使用壽命約為4年，下組省煤器換管4次，平均使用壽命3年，最短的使用壽命僅為20個(gè)月。

②省煤器容易積灰和漏水。原有膜式省煤器布置較密，容易積灰，同時(shí)3#爐長期滿負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行，煙道內(nèi)的煙氣流速加快，造成對(duì)上組省煤器沖刷磨損，當(dāng)管壁磨損到一定程度時(shí)，承受不住管內(nèi)壓力而破裂漏水。另外，下組省煤器尾部的煙氣溫度低，管壁溫度僅有120—130℃，此溫度恰好位于凝結(jié)酸量和腐蝕速度最大的范圍內(nèi)，出現(xiàn)了嚴(yán)重的低溫腐蝕。當(dāng)管子腐蝕到一定程度時(shí)也會(huì)造成省煤器管泄露。

在更換下組省煤器管時(shí)，我們注意到：管子上粘附有大量積灰，用水沖洗后，其背風(fēng)面露出厚度約為1.5mm硬質(zhì)灰層。這是煙氣中硫酸蒸汽凝結(jié)，發(fā)生腐蝕時(shí)伴生的低溫粘結(jié)性積灰。在硬質(zhì)灰層覆蓋的管壁上，管子被腐蝕的坑坑洼洼，腐蝕最深處為1.52mm,背風(fēng)面腐蝕最嚴(yán)重，管壁厚度僅有0.81mm。測(cè)得沖洗管子排出灰水的pH值在2—3之間，說明灰中含有腐蝕性很強(qiáng)的酸性物質(zhì)。下組省煤器使用一年后，就開始出現(xiàn)漏水，平均發(fā)生漏水事故的頻率為每月1-3次，最多每月發(fā)生5次漏水事故。漏水口在管子的背風(fēng)面呈針眼狀射流。

2.3 方案選型

針對(duì)現(xiàn)有省煤器存在的問題以及分析，三種形式省煤器的比較，決定選用螺旋鰭片式省煤器更換現(xiàn)有的膜式省煤器，對(duì)鍋爐進(jìn)行綜合性技術(shù)改造，技術(shù)改造后，增大了煙道流通截面積，煙氣流速在上下組省煤器之間趨于合理，提高了省煤器管壁溫度，從而最大限度的省煤器的磨損和低溫腐蝕，最終解決省煤器漏水并成功地將鍋爐出力由65t/h提高到75t/h。

3 施工方案

3.1 主要施工方法

（1）本工程的質(zhì)量目標(biāo)是合格。

（2）施工時(shí)嚴(yán)格按施工圖、施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求施工，控制施工過程的每一工序，保證質(zhì)量體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）測(cè)溫測(cè)壓點(diǎn)的拆除與安裝，電線電纜在拆除后做到捆扎有序并可靠標(biāo)示清楚。電線電纜拆除后按照指定位置存放避免拆除爐墻時(shí)造成破壞。所有測(cè)量裝置存放到指定位置。

（4）爐墻護(hù)板的拆除。爐墻護(hù)板拆除時(shí)切割線應(yīng)橫平豎直，切割時(shí)不準(zhǔn)傷害到鋼架母材。并對(duì)護(hù)板進(jìn)行編號(hào)存放，在拆除后檢查護(hù)板質(zhì)量如出現(xiàn)銹蝕嚴(yán)重等影響使用的情況及時(shí)與建設(shè)單位溝通提前采購。在安裝時(shí)安照編號(hào)逐一安裝，焊接時(shí)注意焊接材料的使用，必須使用合格的并且與母材材質(zhì)匹配的焊材進(jìn)行焊接焊接完畢對(duì)護(hù)板進(jìn)行打磨除銹刷漆。

3.2 質(zhì)量保證措施

（1）強(qiáng)化施工管理，提高職工的質(zhì)量意識(shí)。

（2）焊接管理，凡參加施焊的所有焊工應(yīng)有所焊項(xiàng)目的合格證。焊條按規(guī)定烘烤，焊絲質(zhì)量及材質(zhì)經(jīng)過檢查。并及時(shí)填寫烘烤記錄，領(lǐng)用記錄。焊縫焊接完畢，應(yīng)及時(shí)打上焊工鋼印號(hào)，并記錄齊全。無損檢測(cè)后應(yīng)在焊縫位置圖上作出記號(hào)，焊縫返修要先分析原因，再制訂措施，做到?jīng)]有預(yù)防措施不得進(jìn)行返修，二次返修方案應(yīng)經(jīng)廠總工程師批準(zhǔn)。

（3）其它未盡事宜按現(xiàn)行的各專業(yè)的施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

省煤器通過技術(shù)改造后，一是增大了煙道流通截面積，使煙氣流速在上下組省煤器之間趨于合理。二是降底了排煙溫度，提高了鍋爐效率和出力，經(jīng)濟(jì)效益明顯，應(yīng)用前景廣闊。

從鍋爐熱平衡的計(jì)算可知，鍋爐的排煙損失是鍋爐各項(xiàng)損失中最大的一項(xiàng)熱損失。排煙溫度每降低10℃，效率可提高約0.6-0.9%，我們?nèi)≈虚g值0.8%，通過改造，將排煙溫度由150℃降至120℃，

提高鍋爐效率：η=0.8%×30÷10 2.4%

節(jié)約燃料量：Q=45t/h×24h/天×300天×2.4% 7776噸

（式中按Qnet.ar=14650KJ/Kg,每小時(shí)耗煤45噸,每年運(yùn)行300天計(jì)算）

節(jié)約資金：M=7776噸×300元/噸=2330000元，一年即可回收投資成本。

[1]周強(qiáng)泰.《鍋爐原理》[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]鄭德升.電站鍋爐省煤器爆漏原因分析及解決措施研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2004.

[3]DL/T5047-95,《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(鍋爐機(jī)組篇)[S].