排煙溫度偏高時(shí)鍋爐普遍存在的問(wèn)題,對機組運行經(jīng)濟性影響較大,本文介紹的降低排煙溫度運行優(yōu)化和技術(shù)改造項目也是電廠(chǎng)實(shí)際工程成功案例,為實(shí)際解決此類(lèi)問(wèn)題也提供了參考。
對于排煙溫度高的問(wèn)題,在通過(guò)診斷分析后,應先通過(guò)燃燒調整,將鍋爐燃燒工況調整到最優(yōu)化的狀況,盡量將燃燒影響因素降到最低,但是對于大部分電廠(chǎng)而言,燃燒調整降低排煙溫度的幅度有限,通常能降低5~10℃,所以對于排煙溫度高15℃以上的鍋爐,技術(shù)改造是主要的手段。
下面具體介紹降低排煙溫度優(yōu)化和改造技術(shù):
1 鍋爐運行優(yōu)化技術(shù)
鍋爐的運行優(yōu)化一般是通過(guò)鍋爐燃燒優(yōu)化調整試驗,使鍋爐燃燒情況得到改善,最大程度消除燃燒不當對鍋爐經(jīng)濟性參數包括排煙溫度的影響,為鍋爐提供最佳運行方式。鍋爐燃燒優(yōu)化調整試驗一般包含以下幾個(gè)方面:
?。?)制粉系統優(yōu)化試驗;(包含一次風(fēng)調平、一次風(fēng)量調整、經(jīng)濟煤粉細度調整等方面。)
?。?)氧量?jì)?yōu)化試驗;
?。?)二次風(fēng)(輔助風(fēng)、周界風(fēng)、SOFA風(fēng))配風(fēng)調整試驗;
?。?)變磨煤機組合試驗;
?。?)煤質(zhì)變化調整試驗;
?。?)最佳燃燒工況試驗;
2 空氣預熱器改造
空氣預熱器受熱面改造適用于兩種情況:空氣預熱器受熱面腐蝕、空氣預熱器換熱面積偏小??諝忸A熱器改造方式有更換空氣預熱器蓄熱片、增加蓄熱片高度、增加蓄熱片數量、整體更換空氣預熱器等形式。
?。?)更換空氣預熱器蓄熱片
如果鍋爐排煙溫度高的主要原因為空氣預熱器受熱面嚴重腐蝕,造成空氣預熱器換熱能力嚴重下降,排煙溫度高,熱風(fēng)溫度低,那么對空氣預熱器進(jìn)行蓄熱片的更換是有效的改造手段。此類(lèi)情況在運行超過(guò)10年以上、原煤硫分高,空氣預熱器冷端腐蝕、堵灰嚴重的機組上較為常見(jiàn)。
更換空預器蓄熱片時(shí)也可考慮更換蓄熱片的波形,選擇高效換熱的蓄熱片波紋型式,但是需注意的是,空預器蓄熱片波形換熱效果越好,空預器阻力越大。
?。?)增加空氣預熱器高度
近年來(lái),某些新投產(chǎn)機組存在空氣預熱器受熱面換熱能力不足的問(wèn)題,導致排煙溫度升高,達不到設計值。某廠(chǎng)1000MW機組鍋爐投產(chǎn)后排煙溫度較設計值高,檢修時(shí)利用空預器預留空間,加高空預器熱段蓄熱片高度,降低排煙溫度約3~5℃。
?。?)增加蓄熱片數量
安徽某電廠(chǎng)600MW機組鍋爐檢修時(shí),發(fā)現裝載的蓄熱片重量未達到設計要求,后通過(guò)增加空預器蓄熱包中蓄熱片數量的方式,降低了排煙溫度。
?。?)空氣預熱器沖洗
空預器的水沖洗對減少積灰效果較好,能有效降低排煙溫度,但是部分電廠(chǎng)在空預器水沖洗之后未能完全干燥空預器中殘留的水分,機組啟動(dòng)后,空預器中水分與飛灰產(chǎn)生極難清理的板結灰垢,運行中吹灰器無(wú)法清除,空預器阻力急劇升高,某些鍋爐空預器阻力滿(mǎn)負荷時(shí)達到2kPa以上,換熱能力嚴重下降。
合理的空預器水沖洗方式應該是利用檢修機會(huì ),將空預器拆包清洗,某廠(chǎng)600MW機組鍋爐每次大小修時(shí)均將空預器蓄熱片拆出鍋爐,對堵塞嚴重的蓄熱包進(jìn)行拆包,逐片清洗,工期約為15天,清洗效果較好,能保證空預器通暢,換熱效果較好。
?。?)整體更換空氣預熱器
整體對空預器進(jìn)行更換改造是最直接的提高空預器換熱能力的方式,但是投資較大。
3 省煤器受熱面改造
對于空預器前煙溫較高,熱風(fēng)溫度余量充足的鍋爐,可考慮進(jìn)行增加省煤器受熱面的改造,某廠(chǎng)300MW機組通過(guò)增加“H”型鰭片省煤器面積,降低排煙溫度15℃,效果較為明顯。鍋爐增加省煤器改造是有效降低排煙溫度的措施,但是改造高壓省煤器還需考慮到水溫欠焓、省煤器布置空間的限制,空氣預熱器出口空氣氣溫降低的問(wèn)題。
4 低壓省煤器
利用鍋爐排煙余熱直接加熱給水回熱系統的低壓給水(主凝結水)通常稱(chēng)之為低壓省煤器,其結構與一般省煤器相似。低壓省煤器水側連接于汽輪機回熱系統中的低壓部分,由于內部流過(guò)的介質(zhì)是凝結水泵供出的低壓主凝結水,其水側壓力較低,故稱(chēng)為低壓省煤器。低壓省煤器改造后排煙溫度降低幅度基本能達到15℃以上。
5 復合相變換熱器
復合相變換熱器技術(shù)靈活的使用了氣化液化相變的強化換熱技術(shù),在換熱器管內讓傳熱工質(zhì)處于相變工作,在保證不受酸露腐蝕的情況下將煙氣廢熱有效地利用,在冬季時(shí)將余熱用來(lái)加熱鍋爐進(jìn)風(fēng),替代暖風(fēng)器;夏季時(shí)用來(lái)加熱低加凝結水,節省汽輪機抽汽量,提高機組效率,降低熱耗。根據山西某電廠(chǎng)的經(jīng)驗,加裝復合相變換熱器,年平均排煙溫度降低10℃以上,夏季高負荷時(shí)通過(guò)調整凝結水流量,排煙溫度降低達到30℃以上。
6熱管空氣預熱器
近年來(lái),熱管式空氣預熱器在國內外電站鍋爐中也有部分應用。與常規的管式空氣預熱器相比,熱管具有如下技術(shù)特征:(1)良好的導熱性能。熱管采用管內工作介質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝來(lái)傳遞熱量,其導熱系數是相同尺寸純銅的40~10000倍;(2)熱流密度的可變性。由于熱管的加熱段與冷卻段可根據需要來(lái)調整,因而可根據需要通過(guò)改變加熱段與冷卻段熱管的傳熱面積比來(lái)控制熱管的傳熱量及管壁溫度;(3)由于采用冷熱側完全隔絕,杜絕了漏風(fēng)。
7 其他余熱利用裝置
排煙溫度余熱利用的技術(shù)還有其他一些改造方法,譬如后置式空氣預熱器、水媒介空預器預熱器等等,本文不一一詳述。
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