發(fā)電廠鍋爐暖風(fēng)器改造與優(yōu)化

吳延賓， 楊連成

(鄒縣發(fā)電廠， 山東鄒城 273522)

發(fā)電廠鍋爐暖風(fēng)器改造與優(yōu)化

吳延賓， 楊連成

(鄒縣發(fā)電廠， 山東鄒城 273522)

某發(fā)電廠百萬千瓦機(jī)組鍋爐暖風(fēng)器改造前，散熱片堵灰嚴(yán)重，送風(fēng)機(jī)電耗持續(xù)偏高，且多次出現(xiàn)管束泄漏。為保證鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運行，利用機(jī)組檢修機(jī)會將鍋爐暖風(fēng)器改為可旋轉(zhuǎn)節(jié)能型暖風(fēng)器。通過對比改造前后運行參數(shù)可以看出：改造后空氣預(yù)熱器進(jìn)口風(fēng)溫明顯提升，節(jié)能效果明顯，且有利于脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

鍋爐； 暖風(fēng)器； 積灰； 可旋轉(zhuǎn)； 節(jié)能型

發(fā)電廠鍋爐暖風(fēng)器是利用汽輪機(jī)低壓抽汽加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣的熱交換設(shè)備，其作用是在冬季環(huán)境溫度較低時，或者鍋爐啟動及低負(fù)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(yù)熱器，從而避免空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕[1]。

在北方寒冷地區(qū)，鍋爐暖風(fēng)器能否有效穩(wěn)定運行，以及其對機(jī)組整體效率的影響是發(fā)電廠設(shè)備選型時的重要考量。

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

1 改造前

1.1 暖風(fēng)器泄漏威脅送風(fēng)機(jī)安全

暖風(fēng)器使用蒸汽作為加熱汽源，改造前因內(nèi)部管道焊縫及管束減薄，暖風(fēng)器多次出現(xiàn)漏點，冬季環(huán)境溫度低，水汽凝結(jié)成冰，冰塊進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)動葉處，造成動葉損壞，對送風(fēng)機(jī)的安全運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。異常特征一般為機(jī)組穩(wěn)定運行時鍋爐某側(cè)送風(fēng)機(jī)電流突升隨后返回，風(fēng)機(jī)振動突升隨后返回，送風(fēng)機(jī)入口溫度下降，就地檢查往往會發(fā)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)出口殼體人孔門處漏水(見圖1)。

圖1 損壞的送風(fēng)機(jī)葉片

泄漏點在正常運行中無法處理，為保證送風(fēng)機(jī)的安全，只能停運暖風(fēng)器，造成冬季鍋爐暖風(fēng)器投入率低。暖風(fēng)器停運后，在煙囪標(biāo)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)道阻力大風(fēng)機(jī)電耗高

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

圖2 積灰堵塞的暖風(fēng)器管束

2 換型改造

鑒于原暖風(fēng)器存在的問題，為保證送風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運行和降低送風(fēng)機(jī)電耗，利用機(jī)組小修機(jī)會將暖風(fēng)器改造為可旋轉(zhuǎn)節(jié)能型暖風(fēng)器[2]。

2.1 型式

換型改造的暖風(fēng)器為可旋KXQK-Ⅳ-2型節(jié)能暖風(fēng)器。鍋爐兩側(cè)二次風(fēng)道內(nèi)各安裝1臺，布置于送風(fēng)機(jī)出口垂直風(fēng)道上，管箱采用臥式布置，受熱面為鋼鋁材質(zhì)。暖風(fēng)器汽源引自原進(jìn)汽總管，兩側(cè)疏水進(jìn)入原暖風(fēng)器疏水箱，進(jìn)而排至低位布置的疏水?dāng)U容器。為保證疏水通暢，暖風(fēng)器管束坡向疏水側(cè)，坡度為5.0°(見圖3)。

圖3 新暖風(fēng)器管束

2.2 運行規(guī)定

暖風(fēng)器出口風(fēng)溫應(yīng)符合規(guī)定：空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫和出口煙溫之和的平均值>68 ℃，一般出口風(fēng)溫不低于15 ℃即可防止空氣預(yù)熱器結(jié)露、積灰[3]。鍋爐高負(fù)荷下運行，若暖風(fēng)器進(jìn)汽管產(chǎn)生噪聲，可在風(fēng)溫允許的前提下適當(dāng)關(guān)小進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥。疏水箱水質(zhì)不合格時，禁止回收至凝汽器或除氧器。暖風(fēng)器投入運行后嚴(yán)禁隨意操作各旋轉(zhuǎn)手柄，春秋季節(jié)可以根據(jù)環(huán)境溫度統(tǒng)一切換為部分進(jìn)汽狀態(tài)。冬季因故停用暖風(fēng)器時，必須將暖風(fēng)器及系統(tǒng)內(nèi)存水放凈，必要時用壓縮空氣吹凈，防止管道凍裂。停用暖風(fēng)器時操作各旋轉(zhuǎn)手柄，將A、B暖風(fēng)器置于切除狀態(tài)。暖風(fēng)器運行中，應(yīng)監(jiān)視分析其進(jìn)出口風(fēng)壓差變化情況，如壓差增大，可以將暖風(fēng)器定期旋轉(zhuǎn)一定角度，利用風(fēng)速帶走部分積灰。暖風(fēng)器各狀態(tài)見圖4。

圖4 暖風(fēng)器各狀態(tài)

3 改造后效果

3.1 排煙溫度明顯提升

在機(jī)組穩(wěn)定運行于負(fù)荷900 MW、環(huán)境溫度0 ℃、鍋爐總風(fēng)量和暖風(fēng)器進(jìn)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(yù)熱器及爐后煙道、設(shè)備的低溫腐蝕。

3.2 節(jié)能效果良好

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

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

3.3 環(huán)保效果明顯

在暖風(fēng)器改造前，環(huán)境溫度-5 ℃時，機(jī)組

負(fù)荷在520 MW，脫硝系統(tǒng)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(jī)組最低技術(shù)出力500 MW時脫硝入口煙溫也能保持在318 ℃以上，對保持環(huán)保設(shè)備的穩(wěn)定運行、提高機(jī)組負(fù)荷調(diào)度的靈活性起到積極的作用。

4 結(jié)語

在我國北方地區(qū)，鍋爐暖風(fēng)器在火力發(fā)電廠的作用不可忽視。暖風(fēng)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(yù)熱器、煙道、煙囪的壽命，而且暖風(fēng)器投運后對防止脫硝系統(tǒng)因煙溫低自動退出也有明顯效果。暖風(fēng)器改造后排煙溫度明顯提升，節(jié)能效果良好，環(huán)保效果明顯。

[1] 張賢, 張智山, 劉玉波. 鍋爐暖風(fēng)器熱力系統(tǒng)分析[J]. 發(fā)電設(shè)備, 2005, 19(1): 34-36.

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

[3] 林萬超, 劉光鐸, 李笑樂, 等. 暖風(fēng)器-低壓省煤器系統(tǒng)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(fā)電廠生產(chǎn)管理工作。

E-mail: wyb532@163.com

TK267

A

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