320 MW機組鍋爐再熱器受熱面改造實例分析

任　為，牛金山，張希光，寧維云，劉寶元(太倉港協鑫發電有限公司，江蘇蘇州215433)

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320 MW機組鍋爐再熱器受熱面改造實例分析

任為，牛金山，張希光，寧維云，劉寶元
(太倉港協鑫發電有限公司，江蘇蘇州215433)

摘要：介紹了320 MW機組鍋爐再熱器受熱面改造工程實例，根據鍋爐設計特性，對比不同的改造方案，選取合適的改造方案。通過減少再熱器受面改造，降低了再熱汽溫，減少再熱減溫水量。對比改造前后鍋爐實際運行數據，分析了鍋爐再熱器受熱面改造產生的經濟效果和改造所帶來影響，值得同類型機組借鑒和分享。

關鍵詞：再熱器；技術改造；減溫水；節能增效

太倉港協鑫發電有限公司6號爐是上海鍋爐廠有限公司設計制造的配320 MW機組的鍋爐。近幾年電廠為降低發電成本，采購煤炭越來越偏離原設計煤種，摻燒劣質煤也成為主流。煤種變化、熱值降低、制粉系統運行套數增加等因素，造成鍋爐運行中再熱汽溫偏高、再熱器噴水量偏大，給鍋爐運行的安全性、經濟性帶來影響。因此提出通過調整再熱器受熱面積，來降低再熱汽溫，減少再熱器的噴水量，提高機組效率[1]。公司在2015年5月6號機組大修中實施了再熱器受熱面調整改造，對末級再熱器割管，減少受熱面積，改造后通過經運行參數分析，達到了預期效果。

1　鍋爐結構和設計參數

公司6號鍋爐2003年制造，2005年1月投產，型號為SG-1036/17.47-M873，亞臨界參數控制循環汽包爐，一次中間再熱，采用四角切圓燃燒方式，配用5臺中速磨煤機的直吹式制粉系統，爐膛四角各布置5層一次風噴嘴，燃燒器一、二次風噴嘴間隔布置，過熱汽溫調節采用二級噴水減溫，再熱汽溫采用燃燒器噴嘴擺動調節汽溫，在再熱器進口管道上設置事故噴水減溫器。鍋爐過熱器受熱面由5個部分組成：爐頂包復過熱器、低溫過熱器、分隔屏過熱器、后屏過熱器、末級過熱器。再熱器受熱面由3個部分組成：墻式再熱器、屏式再熱器、末級再熱器。尾部煙道下方分別布置省煤器和2臺回轉式三分倉空氣預熱器。省煤器由水平管束和尾部受熱面懸吊管組成。煙氣配有脫硫、脫硝裝置，設計煤種收到基低位發熱量為21 805 kJ/kg，收到基碳元素57.33%。

鍋爐原設計受熱面結構數據如表1所示。

2　鍋爐運行情況分析

鍋爐實際運行中燃用大量劣質煤，由于劣質煤的水分增加，發熱量減少，煙氣量增大及不同煤種的分磨需要，磨煤機的投運臺數比原設計增加1臺，使得再熱汽出口溫度偏高，再熱器進口噴水量偏大。300 MW負荷工況下再熱器噴水量為20 t/h以上；200 MW 負荷下再熱器噴水量2.7 t/h。

表1　鍋爐原設計受熱面結構數據

鍋爐再熱器受熱面經常超溫，再熱器減溫水量也偏大，影響機組運行的安全經濟性。為減少受熱面超溫和再熱器的噴水量，需要對再熱器受熱面進行改造，受熱面的改造既要考慮在額定負荷下再熱器噴水量盡可能減少，同時也要考慮低負荷運行時再熱汽溫易偏低的情況。鍋爐受熱面布置如圖1所示。

3　受熱面改造方案選擇

由于墻再與水冷壁組裝成一體，墻再受熱面改造要影響到水冷壁吸熱量的變化，對爐膛水循環、爐膛水冷壁下集箱內的節流圈布置都有影響，因而改造涉及的范圍較大。屏再與末再依次布置在爐膛出口，受熱面管子數相同，在設計中通常考慮末再受熱面調整，按熱力計算情況可來調整受熱面積。

綜合再熱器受熱面的結構及目前鍋爐運行情況，為確保低負荷下的再熱汽溫，考慮對末級再熱器受熱面進行調整，原設計末再受熱面爐內高度為9000 mm，將受熱面高度割去1000 mm，受熱面將減少約11%。

圖1　鍋爐受熱面布置圖

根據現有實際情況對末再受熱面改造前后再次進行理論核算，核算結果如表2、表3所示。

表2　末再受熱面改造前核算表

通過核算，機組最大負荷下，再熱器噴水量減少平均6.5 t/h；額定負荷下噴水量減少5.3 t/h；75%ECR負荷下噴水量減少4.4 t/h；50%ECR負荷下，再熱器噴水量為0 t/h，再熱汽溫為533℃。末再受熱面改造后，除再熱器噴水量減少外，過熱器噴水量增加約1～4 t/h，其余的排煙溫度、熱風溫度等熱力數據基本不變。

4　受熱面改造需要考慮的因素

鍋爐負荷變化的影響。根據鍋爐運行情況，高負荷時再熱器噴水量較大，通常20～30 t/h，但低負荷時噴水量較小，通常只有約2 t/h。通過核算50%ECR負荷，再熱器將沒有噴水，同時再熱汽溫將低于額定值。低負荷時，再熱汽溫偏低也影響機組效率，影響機組的安全運行，因此還需要根據機組全年的負荷運行負荷區段綜合進行考慮。按目前的運行情況，僅靠調整受熱面難以同時滿足高低負荷的不同汽溫情況。

表3　末再受熱面改造后核算表

鍋爐燃煤變化的影響。通過對鍋爐燃用實際煤種與原設計煤鐘進行核算，額定負荷下，相比摻燒褐煤，燃用原設計煤時，再熱器噴水量將減少約18 t/h。目前鍋爐的實際燃煤由多種不同的煤種組成，需要考慮燃煤及運行變化，對汽溫造成的影響。鍋爐的汽溫變化受燃煤特性和負荷率變化影響較大，所以鍋爐受熱面改造要考慮長期燃用的煤種組成情況和負荷率變化區間。由于受熱面改造的不可逆性，如實際燃煤發生較大的變化，將對再熱汽溫產生影響，尤其是低負荷下，再熱器熱面減少后，將難以達到額定汽溫。

5　再熱器受熱面改造后效果分析

公司利用4月份6號鍋爐大修，對鍋爐再熱器受熱面進行了割管改造。并且在2015年9月24日由江蘇方天電力技術有限公司進行了改造后鍋爐效率試驗。在電負荷為320 MW工況下，對6號機組進行了2次鍋爐熱效率試驗。試驗結果表明：實測鍋爐熱效率為94.26%，修正到設計條件下的熱效率為94.14%。

鍋爐受熱面改造后，對改造前后汽溫變化及減溫水情況進行了比較，改造后末再入口汽溫升高12.7℃，末再出口汽溫升高2.4℃，減溫水量減少13.8 t/h。再熱減溫水減少，按耗差經驗數據每減少1 t，煤耗下降0.066 g/（kW·h）計算，改造后平均煤耗下降約0.91 g/（kW·h）。改造主汽溫度也帶來變化情況，低過、屏過、末過吸熱量增加汽溫升高，主汽溫度升高3.3℃，過熱器減溫水增加1.9 t/h，過熱器減溫水增加量可以直接變為主蒸汽，作為新蒸汽在汽輪機中做功，對熱力循環影響可以忽略不計，如表4所示。

表4　受熱面改造前后對比分析表

6　結束語

再熱器受熱面改造后，各級受熱面吸熱均衡，主再熱汽溫特性未發生變化，再熱汽溫超溫及管壁超溫情況得到改善，再熱器減溫水量減少，機組運行經濟性提高。改造后過熱汽溫有所升高，減溫水量略增加。能夠滿足各工況下運行要求。

參考文獻：

[1]高小濤.江蘇電力節能減排的技術途徑[J].江蘇電機工程，2015，34(1)：65-68.

任為（1981），男，湖南岳陽人，工程師，從事發電廠管理工作；

牛金山（1968），男，江蘇蘇州人，工程師，從事發電廠管理工作；

張希光（1968），男，江蘇蘇州人，高級工程師，從事節能管理工作；

寧維云（1970），男，山西太原人，工程師，從事發電廠管理工作；

劉寶元（1980），男，江蘇蘇州人，工程師，從事發電廠運行工作。

Analysis on Retrofit of Boiler Reheater Heating Surface in One 320 MW Power Unit

REN Wei, NIU Jinshan, ZHANG Xiguang, NING Weiyun, LIU Baoyuan
(Taicanggang Xiexin Power Generation Co. Ltd., Suzhou 215433, China)

Abstract：The case of retrofitting the boiler reheater heating surface in one 320 MW power unit was introduced in this paper. Through seriously comparing various potential retrofit schemes and carefully analyzing the boiler's design characteristics, one most appropriate scheme was finally determined. After reducing the reheater heating surface, the reheated steam temperature was decreased, and the amount of attemperating water was also reduced. The operating data obtained before and after retrofit were compared, and the economic benefits achieved through performing retrofit were also analyzed. This work can provide reference for similar power units.

Key words：reheater; technical retrofit; attemperating water; energy saving and efficiency improvement

作者簡介：

收稿日期：2015-11-20；修回日期：2015-12-30

中圖分類號：TK223.3

文獻標志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）02-0098-03