CFB 鍋爐低溫省煤器出口煙溫偏高原因探究

蔣文 李志(杭州華電能源工程有限公司，浙江 杭州 310030)

0 引言

國內很多火力發電廠由于設計制造、運行調整、煤種變化等原因，導致鍋爐排煙溫度高于設計值，大量的熱量隨著高溫排煙而損失掉，降低了鍋爐的熱效率，增加了機組的標準煤耗，影響了機組運行的經濟性[1-2]。為了降低鍋爐的排煙溫度，最通常的措施是增設低溫省煤器。增設低溫省煤器的方案雖然在能源利用的能級上稍遜于常規省煤器和空氣預熱器，但其降低排煙溫度效果明顯，且改造相對簡單，費用也較低[3-7]。

1 系統概述

某循環流化床鍋爐為超高參數、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、自然循環、固態排渣鍋爐。設計燃燒煙煤，現燃用煤質改為全燒褐煤，運行中存在排煙溫度較高的問題。在除塵器入口處加裝煙氣余熱回收裝置(低溫省煤器)，降低除塵器入口煙溫，從而降低除塵器入口煙氣量，降低飛灰比電阻，從而達到提高除塵器效率的目的，可實現機組節能的目的。

煙氣余熱回收技術方案選用臥式相變換熱煙氣余熱回收技術。其原理如圖1：系統由相變換熱器、相變換熱汽包、連接管道、溫度控制系統等組成。相變換熱器布置在原煙道中，相變換熱汽包布置在煙道外面。在相變換熱器中，中間熱媒通過吸收煙氣的熱量發生相變，在管內形成閉式循環。相變換熱汽包也是一種換熱器，利用蒸汽凝結換熱的原理，主要作用是將相變換熱器中吸收的煙氣熱量轉移給其他需要熱量的對象。相變換熱器及相變換熱汽包之間依靠重力差形成自然循環。

圖1 臥式相變換熱煙氣余熱回收技術系統示意圖

2 設計參數

2.1 相變換熱器

如表1。

表1 相變換熱器設計參數

2.2 相變換熱汽包

如表2。

表2 相變換熱汽包設計參數

3 運行情況

煙氣余熱回收裝置投入運行后，運行人員反映換熱器出口煙溫偏高，達到135～140℃，偏離設計值127℃較大。停爐前煙氣余熱回收裝置的運行情況詳見表3 所示。

表3 煙氣余熱回收裝置運行情況

4 原因分析

4.1 換熱器入口煙溫偏高

根據運行情況，煙氣余熱回收裝置入口煙溫偏高，如表3所示。

由表3 可知，換熱器入口煙溫平均值為167℃，高于煙氣余熱回收裝置的入口煙溫設計值155℃。目前煙氣余熱回收裝置將排煙溫度由167℃降低至138℃，降溫幅度29℃，大于設計值(28℃)要求。

4.2 換熱器積灰

4.2.1 脫硝投入影響

煙氣余熱回收裝置設計及安裝時，并未配備脫硝系統。后續配備的脫硝系統采用SCR 技術，需定期進行噴氨處理，由此導致余熱回收裝置入口煙氣的水分含量增大，煙氣中的粉塵粘附性增強，換熱器積灰嚴重，換熱效率降低。在SCR 系統出現氨逃逸問題時，換熱器的積灰問題則進一步加劇。

4.2.2 煤質變化影響

根據煤質化驗結果，實際燃煤煤質收到基全水分是38.3%與煙氣余熱回收裝置設計時的煤質收到基全水分是33.4%偏差較大。相比于煙氣余熱回收裝置的設計煤種，實際燃煤中的水分33.4%增加至38.3%，導致煙氣中水蒸氣濃度增大，粉塵粘結性增強，換熱器積灰加劇。

4.3 吹灰效果不理想

煙氣余熱回收裝置采用脈沖激波發生器多點一個工作組的吹灰方式。發生器多點一個工作組，由于分配管路的長短、焊接造成的管徑粗細不同，還有安裝位置不同，鍋爐內負壓不同點壓力值有變化造成的不同吹灰點之間出現壓差，都會影響發生器內的混合氣充氣量不均勻。充氣量出現偏差多少不同，充氣量少的發生器吹灰力度也會變小，甚至達不到應有的吹灰效果。如某個點充氣量極少時，就會出現此吹灰點點火不成功、啞炮現象。

5 解決方案

根據目前的運行情況，針對換熱器出口煙溫偏高的問題，提出以下解決方案。

5.1 鍋爐運行優化

通過燃燒調整及優化，調整爐內換熱面及尾部省煤器、空預器等的換熱情況，降低空預器出口煙氣溫度，從而實現降低余熱回收裝置入口煙溫的目的。

5.2 低溫省煤器運行優化

通過調整凝結水進口水溫及流量，增大相變換熱汽包內的換熱量，從而降低余熱回收裝置的出口煙氣溫度。

但在調整運行時，必須保證下降管介質溫度高于105℃。

5.3 吹灰器改造

對余熱回收裝置的吹灰系統進行改造，改造后一臺激波吹灰裝置帶一組吹掃管道，共配置四臺激波吹灰裝置。發生器單點一個工作組，吹灰時混合氣充氣量可控性更強，保證此吹灰點的吹灰力度，提高點火成功率。發生器單點一個工作組，從發生器出口經過火焰導管到分配器形成一個“死胡同”，可最大限度的減少煙氣的倒流、發生器及管路的堵灰、腐蝕現象。

6 結語

以某135MW 循環流化床鍋爐低溫省煤器為例，介紹了低溫省煤器系統以及設計概況，并對低溫省煤器出口煙溫偏高原因進行了分析，為低溫省煤器的安全穩定運行提供指導依據。結論如下：

(1)通過燃燒調整及優化，調整爐內換熱面及尾部省煤器、空預器等的換熱情況，降低空預器出口煙氣溫度；

(2)通過調整凝結水進口水溫及流量，增大相變換熱汽包內的換熱量，從而降低余熱回收裝置的出口煙氣溫度；

(3)對余熱回收裝置的吹灰系統進行改造，改造后一臺激波吹灰裝置帶一組吹掃管道，共配置四臺激波吹灰裝置。以增大吹灰系統脈沖激波的壓頭及流量，提高吹灰效率，提高換熱器的換熱效率。