浅析75t_h循环流化床锅炉省煤器的改造

2004年6月

山　西　电　力

SHANXI　ELECTRIC　POWER

No.3(Ser.120)June.2004

浅析75t/h循环流化床锅炉省煤器的改造

武春景,刘卫东

(太原煤气化公司煤矸石热电厂,山西太原　030024)

摘要:以太原煤矸石热电厂所安装的济南锅炉厂生产的75t/h循环流化床锅炉为例,分析该类型锅炉存在的问题,浅析省煤器改造的必要性和可行性。关键词:循环流化床;锅炉;省煤器

中图分类号:TK223.3　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671-0320(2004)03-0041-02　　

斜墙直射高温段省煤器管排从后数第8至35排,在转向室直角部位的烟气流速高达19.48m/s,加重了管排磨损泄漏,造成频繁停炉。

太原煤矸石热电厂1号锅炉于1999年1月13日投产,高温段省煤器(以下简称“高省”)频繁发生泄漏,更换后,并未彻底解决磨损问题,截止2002年8月前共发生15次泄漏,共解列管子28排,占到总数的53.8%,严重地影响了锅炉的安全运行,且排烟温度从最早的130℃升至156℃,降低了锅炉生产热效率。中温段、低温段省煤器也发生3次泄漏,解列8排管子。

2号锅炉于1999年8月10日投产,截止2002年8月共发生11次泄漏,解列管子12排,占到总数的23.1%,省煤器管排在大修中虽然做了翻身处理,但毕竟是旧管,部分管壁厚已很簿,在运行中高省爆管3次,低省爆管2次,直接导致紧急停炉,后果很严重。

1　炉型简介

太原煤矸石热电厂所安装的锅炉是采用济南锅炉厂75t/h循环流化床锅炉,该炉存在以下问题:磨损严重、自动化程度要求高,电耗高,大型化难等缺点。

本锅炉是一种自然循环的水管锅炉。采用由旋风分离器组成的循环燃烧系统,炉膛为膜式水冷壁结构,过热器分高低两级过热器,中间设喷水减温器,尾部设三级省煤器和一、二次风空气预热器。其汽水流程为:给水先分配到2个水冷套,再经过连接管系送到省煤器,在省煤器中被初步加热后,通过汽包给水管进入汽包,给水进入汽包后由下降管引入水冷壁下集箱,再进入水冷壁。在水冷壁中,被加热后的汽水混合物经过上升管进入汽包,在汽包中经汽水分离后,由饱和蒸汽导出管将蒸汽引入低温过热器。然后,经喷水减温器调整温度后进入高温过热器,最后产生合格蒸汽。

3　省煤器改造的可行性

根据国内同类电厂省煤器的改造经验,以及济南锅炉厂现在的改进措施:将三级(每级52排)光管省煤器改为两级(每级36排)螺旋肋片管式省煤器。由于减少了一级省煤器,故经低温过热器转向节流后的烟气得到了充分的扩容,降低了烟气流速,有效地降低了磨损。且改造费用与更换省煤器的费用基本差不多(单台炉改造75万元,更换省煤器80万元)但改造后是否会影响锅炉出力,还需通过详细的热力计算来核实。下面将锅炉改造前后热力计算结果中的有关数据比较分析(见表1)。

从表1中数据对情况可看出。

a)烟气流速从8.27m/s降到6.9m/s,减少了17%,降低了省煤器的磨损。2　省煤器改造的必要性

济南锅炉厂设计制造的YG-75/5.29-M5型循环流化床锅炉的省煤器设计为三级三组,每组由52片蛇形(󰀁32×3.5)管排组成,烟气流通面积小,烟气流速较高,磨损严重。虽然其设备布置紧凑,降低了工程造价,但却造成了省煤器前烟道流通面积急骤变小,烟气通过过热器后,90°转角直下,高速顺

收稿日期:2003-12-19,修回日期:2003-03-20

作者简历:武春景(1970-),女,山西平遥人,1993年毕业于太原理工

大学热能工程专业,工程师;

刘卫东(1971-),男,山西怀仁人,1993年毕业于太原理工大学热能工程专业,工程师。・42・

山　西　电　力　　　　　　　　　　　　　　2004年第3期

b)改造前后烟气进、出口温度,工质进、出口温差在允许误差范围内,传热量减少了0.8%,也在允许误差范围内,故可近似地认为改造前后,省煤器这一级受热面所发生的热交换量基本相同,不会影响锅炉的出力。

c)排烟温度从141℃,变为144℃,未超过原锅炉的设计数据150℃,且在120℃以上,也不会发生尾部烟道的低温腐蚀问题。

表1　省煤器改造前后热力计算数据

名称烟气进口温度/℃烟气出口温度/℃工质进口温度/℃工质进口温度/℃烟气流速/

m・s-1

改造前省煤器

539.8228.6150267.78.27251.552297.31069.74141.0

改造后省煤器

537.3258.21502826.9138.622791770144.2

　　c)相同负荷所需一次风量,二次风量基本接近,说明改造不影响炉内流化和负荷风量。

d)维护炉膛负压所需引风机挡板开度有减小的趋势,说明整台炉的阻力有下降的趋势。也说明烟气流速有下降的趋势。

表2　省煤器改造前后运行参数(2002年)

名称主汽流量/t・h-1主汽压力/Pa主汽温度/℃一次风量/m3・h-1二次风量/m3・h-1引风机开度/%给水温度/℃省煤器出口工质温度/℃排烟温度/℃炉膛负压/Pa省煤器压差/Pa

1号锅炉改造前(7月23日)

705.064414.944.1681140262150-43900

1号锅炉改造后(9月16日)

705.034444.864.265.8142260125-401000

2号锅炉改造前(7月17日)

725.144434.844.4065.7144263156-29900

2号锅炉改造后(9月2日)

705.14444.864.4758.9144268133-18600

传热系数/kJ・(m2・h)-1传热量/kJ・kg-1传热面积/m2排烟温度/℃

从这3个主要参数的变化情况看,该改造措施是切实可行的。

4　省煤器改造前后运行参数对照(见表2)

在主汽流量、主汽压力、主汽温度、给水温度这些前提条件基本相同的基础上,其它数据有可比性。比较分析如下。

a)省煤器出口工质温度在260℃左右,说明改造前后,省煤器这段受热面所起作用相同:均能将给水加热到260℃左右。

b)排烟温度由150℃降为125℃以上,提高了锅炉的热效率。另由于改造前解列省煤器管排较多,导致排烟温度升高,所以这个数据的可行性不强。但2台炉投产初期排烟温度均在130℃左右,所以改造前后,应认为排烟温度基本接近。

　　综上所述,本次省煤器技改未影响锅炉的运行参数,在理论上是切实可行的,在实施改造后也得

到了验证。技改后1号高省于2月26日发生过1次泄漏,2号炉高省于2月10日、2月25日发生过2次泄漏,虽然1号炉首次泄漏时间比大修后仅推迟1个月,但从运行负荷与煤质情况综合分析,可以看出省煤器改造后效果是很好的。技改后平均灰份为43%,大修后平均灰份为37.4%,而技改后的负荷却远高于大修后的负荷。在这种煤质灰份严重超标,负荷又很高的情况下,炉的磨损必然会大大加剧,所以省煤器改造后切实降低了磨损,为该厂的稳定供汽及降低成本起了很大的作用。

TheInnovationofCoalSaving75t/h

CirculationFluidizedBedBoil

WUChun-jing,LIUWei-dong

(GangueHeatPowerPlantofTaiyuanCoalGasificationCompany,Taiyuan,Shanxi　030024,China)

Abstract:Basedonthepracticeof75t/hcirculatingfluidizedbedboilerinTaiyuangangueheat-powerplant,thispaper

exploresaninnovationofacoalsavingmachine.

　　Keywords:circulatingfluidizedbedboiler;coal-savingmachine