排煙溫度偏高時鍋爐普遍存在的問題,對機組運行經濟性影響較大,本文介紹的降低排煙溫度運行優(yōu)化和技術改造項目也是電廠實際工程成功案例,為實際解決此類問題也提供了參考。
對于排煙溫度高的問題,在通過診斷分析后,應先通過燃燒調整,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:
1 鍋爐運行優(yōu)化技術
鍋爐的運行優(yōu)化一般是通過鍋爐燃燒優(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方面:
?。?)制粉系統優(yōu)化試驗;(包含一次風調平、一次風量調整、經濟煤粉細度調整等方面。)
?。?)氧量優(yōu)化試驗;
(3)二次風(輔助風、周界風、SOFA風)配風調整試驗;
?。?)變磨煤機組合試驗;
?。?)煤質變化調整試驗;
(6)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。
(1)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,熱風溫度低,那么對空氣預熱器進行蓄熱片的更換是有效的改造手段。此類情況在運行超過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。
更換空預器蓄熱片時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,某些新投產機組存在空氣預熱器受熱面換熱能力不足的問題,導致排煙溫度升高,達不到設計值。某廠1000MW機組鍋爐投產后排煙溫度較設計值高,檢修時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℃。
(3)增加蓄熱片數量
安徽某電廠600MW機組鍋爐檢修時,發(fā)現裝載的蓄熱片重量未達到設計要求,后通過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,機組啟動后,空預器中水分與飛灰產生極難清理的板結灰垢,運行中吹灰器無法清除,空預器阻力急劇升高,某些鍋爐空預器阻力滿負荷時達到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,將空預器拆包清洗,某廠600MW機組鍋爐每次大小修時均將空預器蓄熱片拆出鍋爐,對堵塞嚴重的蓄熱包進行拆包,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,熱風溫度余量充足的鍋爐,可考慮進行增加省煤器受熱面的改造,某廠300MW機組通過增加“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,由于內部流過的介質是凝結水泵供出的低壓主凝結水,其水側壓力較低,故稱為低壓省煤器。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靈活的使用了氣化液化相變的強化換熱技術,在換熱器管內讓傳熱工質處于相變工作,在保證不受酸露腐蝕的情況下將煙氣廢熱有效地利用,在冬季時將余熱用來加熱鍋爐進風,替代暖風器;夏季時用來加熱低加凝結水,節(jié)省汽輪機抽汽量,提高機組效率,降低熱耗。根據山西某電廠的經驗,加裝復合相變換熱器,年平均排煙溫度降低10℃以上,夏季高負荷時通過調整凝結水流量,排煙溫度降低達到30℃以上。
6熱管空氣預熱器
近年來,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(guī)的管式空氣預熱器相比,熱管具有如下技術特征:(1)良好的導熱性能。熱管采用管內工作介質的蒸發(fā)與冷凝來傳遞熱量,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調整,因而可根據需要通過改變加熱段與冷卻段熱管的傳熱面積比來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。
7 其他余熱利用裝置
排煙溫度余熱利用的技術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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