7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統節能改造

□ 徐小鋒　內蒙古大唐國際錫林浩特礦業有限公司

7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統節能改造

□ 徐小鋒內蒙古大唐國際錫林浩特礦業有限公司

本文從勝利東二號露天煤礦供暖用7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻系統的構造和設計原理入手，針對鍋爐在運行時所存在的水資源消耗、鍋爐能效、熱損等問題，全面闡述了7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統改造所具有的實際意義及改造后的運行效果。

關健詞：熱水鍋爐；冷卻水；熱損；改造

1. 7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統概況

勝利東二號露天煤礦7MW循環流化床熱水鍋爐為內漩渦分離循環流化床鍋爐，運行時爐膛下部密相區沸騰段的正常溫度可達到750℃至800℃，由于爐門正對密相區中心位置，鍋爐運行時爐門溫度與密相區溫度近似，為延長高溫環境下爐門的使用壽命，該爐型爐門采用水冷設計，在鍋爐運行時要求有冷卻水持續通過爐門水套對爐門整體進行冷卻，以防止爐門燒蝕和變形。因此，在每次啟爐前需要人工將爐門冷卻水逐臺投入，并調整好控制閥開度，保證出水量在合適的范圍內（量小可能產生汽化，量大則造成水資源的更大浪費），由于頻繁的開啟和調整，控制閥門經常出現故障或損壞，無形中還增加了材料的消耗和檢修工時。爐門冷卻系統供水水源從礦區生活給水管網接入（管網水壓為0.4Mpa），在采暖期內爐門冷卻系統每天的耗水量為33立方米左右。爐門冷卻系統在鍋爐運行時投入，具有一定壓力的冷卻水在流經爐門水套后直接排入礦區污水管網， 造成大量水資源的浪費。

2. 7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統改造目的及原理

2.1系統改造的目的

通過改造降低自來水消耗，減少水資源的浪費和鍋爐熱能的損失，提高鍋爐運行的安全和穩定性，具有節能減排的實際意義。

2.2改造原理

爐門冷卻系統原設計使用礦區自來水為供水水源，爐門下方為冷卻水的接入端，冷卻水自下而上流經整個爐門后由冷卻水出口端爐門上方流出爐門水套，通過受水漏斗排入礦區污水系統，該設計存在幾點問題：（1）水資源的浪費，冷卻用水在流經爐門水套后除了水溫有所升高外（達到40℃左右），水的品質沒有任何改變，完全可以再用于生產和生活。（2）鍋爐熱損失，冷卻水流經爐門水套，吸收爐膛燃燒所產生的大量熱能后，排入礦區污水系統，造成大量熱能損失。（3）鍋爐運行的穩定性，由于爐門冷卻水源接至礦區生活水供水系統，當生活供水系統發生故障停水時，爐門冷卻水無法投入，因此，鍋爐也無法啟動。（4）材料配件和工時消耗，原設計爐門冷卻水系統，在每次鍋爐運行前需要人工啟動，并調整好閥門開度，將水量控制在合適的范圍內，在保證水不被汽化的情況下，盡可能的控制水流量，以減少不必要的消耗和浪費，由于頻繁的啟動和調整，導致控制閥門使用周期短經常損壞，需要經常維修和更換，這樣又增加了材料配件和工時消耗。

爐門冷卻水系統原設計構造詳見下圖：本次改造將爐門冷卻水進水管和鍋爐的主回水管路并接，將爐門冷卻水出口管和鍋爐主供水管路并接，在并接出口側加爐門冷卻水控制總閥，以便在故障時停水檢修，經并接后冷卻水系統整體形成閉合水循環系統，爐門冷卻系統中的冷卻水依靠鍋爐供回水管路的壓差構成水循環，不斷循環于系統中，不但對爐門起到了冷卻作用，且流經爐門的冷卻水在冷卻爐門的同時，自身也吸收爐膛的熱量，溫度提高后的冷卻水重新進入供暖水循環系統，有效提高了鍋爐熱能的利用率，減少了鍋爐熱能的損失。本次改造只需將原系統進出水管路和鍋爐主供回水管路進行并接，并在管路中的相應位置加設閥門，即可實現原系統和新改造系統互為備用狀態，在新系統出現問題時需要檢修時，可以通過控制相應的閥門將系統切換到原設計系統，當新改造系統恢復后，通過調整相應的閥門即可切換到新系統狀態，改造后系統見下圖。

如上圖所示，關閉閥門1和閥門3，打開閥門2、閥門4、閥門5、閥門6即可實現新改造系統運行狀態；當新改造系統管路出現故障時關閉閥門2、閥門4、閥門5、閥門6，打開閥門1和閥門3即可實現原設計系統運行狀態，以方便改造系統的檢修，本次改造在不刪除原設計系統的基礎上，實現新改造系統的運行狀態，在系統結構上實現了雙系統互為備用的功能，新冷卻水系統改造完成后，將各控制閥一次性打開，利用采暖系統水源長期持續在系統中循環，不隨鍋爐的啟停而啟停，不需要人工頻繁啟停冷卻水系統，加之系統管路中循環的是高品質的軟化水，系統管路及閥門的使用周期大大提高，材料配件和檢修工時也相對降低，提高了設備的可用率，有效降低了鍋爐運行的能耗。

3.改造的經濟性分析

3.1爐門冷卻系統按原設計運行消耗費用分析

工業場地鍋爐房現有7MW供暖用熱水鍋爐5臺，單臺供暖鍋爐爐門冷卻水消耗量為6.6立方米/每天。錫市自來水價格為3.7元/立方米，工業場地鍋爐房7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統每年所消耗水的費用是：6.6立方米/天×5臺×3.7元/立方米×2 1 0天=25641元/年。

3.2改造后可以節約的費用

按原設計運行爐門冷卻系統每年自來水消耗的費用是：25641元/年，改造后系統并入供暖系統，由供暖系統循環水源對爐門進行冷卻，系統自身無消耗，系統改造完成后，新系統投入后故障率較以前大大降低，材料配件消耗也相應減少，因此每年可節省的費用為：（1）材料配件消耗：500元/年；（2）水費：25641元/年；（3）檢修工時費：400元/年.改造后可以節約的費用合計：27441元/年。

4. 7MW循環流化床熱水鍋爐爐門冷卻水系統改造后運行情況

本次系統改造于2015年9月份完成，2015年10月1日新改造系統正式投入運行，經過采暖期的運行和觀察，系統運行情況良好，不但簡化了啟爐程序和人員操作強度，還大大降低了檢修工時和材料消耗，并有效的減少了水資源和熱能的浪費，實現了節能減排工作的實效性。

徐小鋒（1986-）。男，內蒙古錫林浩特人，大學學歷，工程師，從事工作：煤礦暖通技術管理。