發電廠鍋爐暖風器改造與優化

吳延賓， 楊連成

(鄒縣發電廠， 山東鄒城 273522)

發電廠鍋爐暖風器改造與優化

吳延賓， 楊連成

(鄒縣發電廠， 山東鄒城 273522)

某發電廠百萬千瓦機組鍋爐暖風器改造前，散熱片堵灰嚴重，送風機電耗持續偏高，且多次出現管束泄漏。為保證鍋爐設備的穩定運行，利用機組檢修機會將鍋爐暖風器改為可旋轉節能型暖風器。通過對比改造前后運行參數可以看出：改造后空氣預熱器進口風溫明顯提升，節能效果明顯，且有利于脫硝系統的穩定運行。

鍋爐； 暖風器； 積灰； 可旋轉； 節能型

發電廠鍋爐暖風器是利用汽輪機低壓抽汽加熱空氣預熱器進口空氣的熱交換設備，其作用是在冬季環境溫度較低時，或者鍋爐啟動及低負荷運行期間鍋爐排煙溫度較低時,將外界空氣加熱后再送入鍋爐空氣預熱器，從而避免空氣預熱器冷端低溫腐蝕[1]。

在北方寒冷地區，鍋爐暖風器能否有效穩定運行，以及其對機組整體效率的影響是發電廠設備選型時的重要考量。

除新建機組外，大多數在役鍋爐暖風器為固定式，在機組正常運行中，暖風器每年投運時間只有50天左右，大多數時間處于停運狀態，但風道阻力依然長期存在，使風機電耗增加，廠用電率增大。因此，越來越多的發電廠對鍋爐暖風器進行了升級改造，可旋轉節能型暖風器得到了推廣和應用。改造后不但減少了積灰污染,提高了換熱效率,而且系統阻力小，降低了風機耗電量，換熱效果良好。筆者詳細介紹了某發電廠2臺1 000 MW超超臨界機組鍋爐暖風器的改造情況，以期為發電廠鍋爐輔助設備選型提供參考。

1 改造前

1.1 暖風器泄漏威脅送風機安全

暖風器使用蒸汽作為加熱汽源，改造前因內部管道焊縫及管束減薄，暖風器多次出現漏點，冬季環境溫度低，水汽凝結成冰，冰塊進入高速旋轉的風機動葉處，造成動葉損壞，對送風機的安全運行構成嚴重威脅。異常特征一般為機組穩定運行時鍋爐某側送風機電流突升隨后返回，風機振動突升隨后返回，送風機入口溫度下降，就地檢查往往會發現送風機出口殼體人孔門處漏水(見圖1)。

圖1 損壞的送風機葉片

泄漏點在正常運行中無法處理，為保證送風機的安全，只能停運暖風器，造成冬季鍋爐暖風器投入率低。暖風器停運后，在煙囪標高40 m處，使用紅外線測溫儀測量外壁溫度實際僅為54 ℃，而煙囪設計標準溫度為80 ℃，對防止鍋爐受熱面和煙囪的低溫腐蝕十分不利。

1.2 風道阻力大風機電耗高

最初設計中原暖風器管束布置較密集，散熱片堵灰嚴重(見圖2)，造成風道阻力較大，送風機電耗偏高，即使在暖風器退出運行的時段，風道阻力依然存在，消耗廠用電量。

圖2 積灰堵塞的暖風器管束

2 換型改造

鑒于原暖風器存在的問題，為保證送風機的安全穩定運行和降低送風機電耗，利用機組小修機會將暖風器改造為可旋轉節能型暖風器[2]。

2.1 型式

換型改造的暖風器為可旋KXQK-Ⅳ-2型節能暖風器。鍋爐兩側二次風道內各安裝1臺，布置于送風機出口垂直風道上，管箱采用臥式布置，受熱面為鋼鋁材質。暖風器汽源引自原進汽總管，兩側疏水進入原暖風器疏水箱，進而排至低位布置的疏水擴容器。為保證疏水通暢，暖風器管束坡向疏水側，坡度為5.0°(見圖3)。

圖3 新暖風器管束

2.2 運行規定

暖風器出口風溫應符合規定：空氣預熱器入口風溫和出口煙溫之和的平均值>68 ℃，一般出口風溫不低于15 ℃即可防止空氣預熱器結露、積灰[3]。鍋爐高負荷下運行，若暖風器進汽管產生噪聲，可在風溫允許的前提下適當關小進汽調節閥。疏水箱水質不合格時，禁止回收至凝汽器或除氧器。暖風器投入運行后嚴禁隨意操作各旋轉手柄，春秋季節可以根據環境溫度統一切換為部分進汽狀態。冬季因故停用暖風器時，必須將暖風器及系統內存水放凈，必要時用壓縮空氣吹凈，防止管道凍裂。停用暖風器時操作各旋轉手柄，將A、B暖風器置于切除狀態。暖風器運行中，應監視分析其進出口風壓差變化情況，如壓差增大，可以將暖風器定期旋轉一定角度，利用風速帶走部分積灰。暖風器各狀態見圖4。

圖4 暖風器各狀態

3 改造后效果

3.1 排煙溫度明顯提升

在機組穩定運行于負荷900 MW、環境溫度0 ℃、鍋爐總風量和暖風器進汽壓力相同的情況下，對比改造前，煙囪入口溫度由68 ℃提高到83 ℃，即排煙溫度至少提升了15 K，有效減輕了空氣預熱器及爐后煙道、設備的低溫腐蝕。

3.2 節能效果良好

暖風器投入期間，在相同條件下，送風機、一次風機比換型改造前總電流下降了約40.8 A(負荷900 MW時)，考慮到小修期間對鍋爐空氣預熱器漏風進行了治理，更換了空氣預熱器冷端密封，空氣預熱器漏風率約降低0.2%，影響送風機、一次風機總電流按10 A計算，暖風器改造換型后，送風機、一次風機總電流約降低30 A，按一年暖風器投入3個月計算，綜合考慮負荷率影響，暖風器投入期間可節電70萬kW·h。

因改造換型后的暖風器為節能型，其他季節，暖風器停運時，可以切至備用節能位置，冬季以外的其他季節共可節電280萬kW·h，暖風器改造換型后全年共可節電350萬kW·h，按稅前上網電價0.392 7元/(kW·h)計算，每年可節省生產成本137.45萬元。

3.3 環保效果明顯

在暖風器改造前，環境溫度-5 ℃時，機組

負荷在520 MW，脫硝系統因入口煙溫低于315 ℃而自動退出運行，改造后相同條件下，在機組最低技術出力500 MW時脫硝入口煙溫也能保持在318 ℃以上，對保持環保設備的穩定運行、提高機組負荷調度的靈活性起到積極的作用。

4 結語

在我國北方地區，鍋爐暖風器在火力發電廠的作用不可忽視。暖風器不能正常投運或效果不佳帶來的低溫腐蝕會影響空氣預熱器、煙道、煙囪的壽命，而且暖風器投運后對防止脫硝系統因煙溫低自動退出也有明顯效果。暖風器改造后排煙溫度明顯提升，節能效果良好，環保效果明顯。

[1] 張賢, 張智山, 劉玉波. 鍋爐暖風器熱力系統分析[J]. 發電設備, 2005, 19(1): 34-36.

[2] 周超, 彭曉軍, 牛利權. 北方電廠應用暖風器控制空預器低溫腐蝕的分析與研究[J]. 華北電力技術, 2012，33(1): 46-50, 57.

[3] 林萬超, 劉光鐸, 李笑樂, 等. 暖風器-低壓省煤器系統的熱力分析[J]. 中國電力, 1983，16(8): 35-37.

Retrofit and Optimization of a Power Plant Boiler Air Heater

Wu Yanbin, Yang Liancheng

(Zouxian Power Plant, Zoucheng 273522, Shandong Province, China)

To solve the problems existing in the air heater of a 1 000 MW boiler unit, such as serious ash deposition on the heat sink, high power consumption of the forced draft fan, and frequent occurrence of tube bank leakage, etc., a retrofit was conducted during overhaul period using the air heater of rotary energy-saving type instead of the old one, so as to ensure stable operation of relevant boiler equipment. By comparing the operation parameters before and after retrofit, it can be seen that the inlet temperature of the air heater is significantly improved, with obvious energy saving effect obtained, thus achieving stable operation of the denitrification system.

boiler; air heater; ash deposition; rotary type; energy-saving

2016-04-11；

2016-05-24

吳延賓(1977—)，男，高級工程師，從事發電廠生產管理工作。

E-mail: wyb532@163.com

TK267

A

1671-086X(2017)01-0061-03