螺旋鰭片管式省煤器在循環流化床鍋爐上的應用研究

馬寶成

淄博礦業集團埠村煤礦矸石熱電廠

螺旋鰭片管式省煤器在循環流化床鍋爐上的應用研究

馬寶成

淄博礦業集團埠村煤礦矸石熱電廠

埠村煤礦矸石熱電廠3#爐現有的省煤器是膜式省煤器，對煙氣擾流性能差，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有省煤器存在的傳熱效果差、熱效率低、磨損嚴重的問題，決定采用螺旋鰭片式省煤器更換現有的膜式省煤器。3#爐省煤器通過改造后，管路磨損情況大大減輕，保證了機組運行的穩定性。

螺旋鰭片；省煤器；研究應用；改造措施

1 引言

淄礦集團埠村煤礦矸石熱電廠3#鍋爐是由濟南鍋爐廠生產YG—75/3.82—M1型循環流化床鍋爐，額定蒸發量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。省煤器管52排，錯列布置，橫向節距S1=80mm，縱向節距S2=50mm。原省煤器由于其結構限制，受熱面積有限，導致鍋爐排煙溫度較高，熱損失較大，鍋爐效率降低，同時省煤器受熱面磨損嚴重。為提高鍋爐熱效率，減輕省煤器磨損，延長使用壽命，經過調研論證，決定采用新型省煤器代替現有的膜式省煤器。

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，給水在進入蒸發受熱面之前，先在省煤器中加熱，這樣就節省了給水在蒸發面內加熱到飽和溫度所需的燃料。

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

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

2.2 現有省煤器現存問題及分析

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3#爐長期滿負荷或超負荷運行，煙道內的煙氣流速加快，造成對上組省煤器沖刷磨損，當管壁磨損到一定程度時，承受不住管內壓力而破裂漏水。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酸量和腐蝕速度最大的范圍內，出現了嚴重的低溫腐蝕。當管子腐蝕到一定程度時也會造成省煤器管泄露。

在更換下組省煤器管時，我們注意到：管子上粘附有大量積灰，用水沖洗后，其背風面露出厚度約為1.5mm硬質灰層。這是煙氣中硫酸蒸汽凝結，發生腐蝕時伴生的低溫粘結性積灰。在硬質灰層覆蓋的管壁上，管子被腐蝕的坑坑洼洼，腐蝕最深處為1.52mm,背風面腐蝕最嚴重，管壁厚度僅有0.81mm。測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的酸性物質。下組省煤器使用一年后，就開始出現漏水，平均發生漏水事故的頻率為每月1-3次，最多每月發生5次漏水事故。漏水口在管子的背風面呈針眼狀射流。

2.3 方案選型

針對現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有的膜式省煤器，對鍋爐進行綜合性技術改造，技術改造后，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）本工程的質量目標是合格。

（2）施工時嚴格按施工圖、施工規范和標準的要求施工，控制施工過程的每一工序，保證質量體系有效運轉。

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

（4）爐墻護板的拆除。爐墻護板拆除時切割線應橫平豎直，切割時不準傷害到鋼架母材。并對護板進行編號存放，在拆除后檢查護板質量如出現銹蝕嚴重等影響使用的情況及時與建設單位溝通提前采購。在安裝時安照編號逐一安裝，焊接時注意焊接材料的使用，必須使用合格的并且與母材材質匹配的焊材進行焊接焊接完畢對護板進行打磨除銹刷漆。

3.2 質量保證措施

（1）強化施工管理，提高職工的質量意識。

（2）焊接管理，凡參加施焊的所有焊工應有所焊項目的合格證。焊條按規定烘烤，焊絲質量及材質經過檢查。并及時填寫烘烤記錄，領用記錄。焊縫焊接完畢，應及時打上焊工鋼印號，并記錄齊全。無損檢測后應在焊縫位置圖上作出記號，焊縫返修要先分析原因，再制訂措施，做到沒有預防措施不得進行返修，二次返修方案應經廠總工程師批準。

（3）其它未盡事宜按現行的各專業的施工驗收規范進行。

4 經濟效益分析

省煤器通過技術改造后，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，經濟效益明顯，應用前景廣闊。

從鍋爐熱平衡的計算可知，鍋爐的排煙損失是鍋爐各項損失中最大的一項熱損失。排煙溫度每降低10℃，效率可提高約0.6-0.9%，我們取中間值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,每小時耗煤45噸,每年運行300天計算）

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

[1]周強泰.《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（北京），2004.

[3]DL/T5047-95,《電力建設施工及驗收技術規范》(鍋爐機組篇)[S].