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抬升锅炉换热器外部汽化的探讨
2014年12月18日 13:52 中国换热器网
  辽宁能港公司1炉于1988年6月开始安装,1990年投产发电。自投产发电以来,实测再热器出口汽温不通过任何调节方式,只能达到520~530℃,偏低于设计值540℃。再热器出口汽温偏低不仅使整个机组循环热效率降低1,每年多消耗燃料近2;而且,由于汽轮机末级叶片处的蒸汽湿度变大还会危及汽轮机工作的安全性;同时,再热器出口汽温偏低达不到设计参数和有适当的调节裕度,必将影响今后自动化调节系统的投入。因此,解决再热器出口汽温偏低的问题,提高机组运行的经济性和安全性已成为一个刻不容缓的问题。  煤质特性对再热器出口汽温的影响由于使用煤的低位发热量升高,必然使水分和灰分的含量降低,当水分和灰分减少时,一方面由于燃料发热量升高而必须减少燃料消耗量,通过受热面处的烟气量减少,使对流受热面处的烟气流速减少,对流传热减弱,再热蒸汽温度下降。另一方面,由于燃料的低位发热量提高,在以辐射换热为主的炉膛内,由于炉膛温度升高,辐射换热量增大,对流换热量减少,因此同样使再热蒸汽温度下降。  一般情况下,如果燃料中水分降低1,过热蒸汽温度亦将减少1℃左右,可见燃料特性对锅炉热力工况影响是很大的。虽然煤质特性对热力工况影响很大,但由于各种原因,对于能港公司1炉燃用煤其低位发热量不能严格控制在某一个数值上,所以关于燃料特性对再热蒸汽温的影响不做进一步讨论。  再热器受热面积布置不够对其出口汽温的影响热段再热器改造前的概况原设计的热段再热器布置在水平烟道对流过热器的后方。其横向布置136排,每排沿纵向方向共有两个回程并由8根42mm×3.5mm钢研102钢管绕制而成。管子之间的横向管间距为100mm,纵向管间距为95.7mm,受热面积为4907m2。  改造方案的确定(1)增加再热器受热面积来提高再热汽温为了提高再热器出口汽温,在原热段再热器每排8圈管子的外圈再增加1圈,使受热面沿纵向方向变成9个管圈后,受热面积增加640m2,热段再热器受热面积可由原设计值4907m2增加到达5547m2。通过热力计算可知,在没有喷水减温调节的情况下,再热器吸热量将比原设计提高335.6605kJ/kg;再热器出口蒸汽焓为3623.06kJ/kg,再热器出口汽温可达到540℃。这样,不但达到了原设计要求,还留有一定的调整裕度,而且还可以在一定程度上弥补因煤质变化而导致的汽温不足。具体改造方案如所示。  (2)燃烧器喷口上倾来提高再热汽温锅炉燃烧的火焰中心上移,炉膛出口烟温将有所提高,可适当减少辐射受热面吸热量,相应增加对流受热面吸热量。对提高再热汽温是有利的。燃烧器喷口上倾是提高炉膛出口烟温一种比较简单可靠的方法。为了提高低负荷下锅炉运行的安全性和增强稳燃效果,运行人员一般采用下两层燃烧器送粉(下两层燃烧器离油枪较近且已改为浓淡燃烧器),本次改造设计下两层燃烧器喷口上倾有利于低负荷下保持较高的主、再热汽温度。热力计算结果表明[1,2],下两层燃烧器上倾10°,炉膛出口烟温提高20℃左右,再热汽温达到设计值,主蒸汽的各段进出口汽温变化不大。  改造方案的实施将原热段再热器与出、入口大集箱相连的小联箱的封头割下,将新加工好的272个小联箱封头重新焊接上,以增加小联箱的长度和留有新增加工管束的管座位置。*后将新加工弯制好的弯头用直管段与管座连接起来,保证热段再热器每排沿纵向方向9个管圈。燃烧器喷口上倾角度的大小对汽温及[url=http://www.estove.cn/Html/news/200712/2007124194357.html]炉[/url]内的燃烧工况有着重要的影响。若燃烧器上倾角度过小,则对提高炉膛出口烟温的作用不大;倾角过大则会扰乱炉内煤粉的切圆燃烧。兼顾两方面的影响并考虑1炉目前的汽温状况,决定将燃烧器下两层一次风及二次风喷口上倾10度,上两层保持不动。  结论通过试验数据、理论分析可以看出,影响辽宁能港公司再热器出口汽温偏低的原因主要是锅炉现燃用煤质较设计煤质变化大和再热器受热面积布置不够。虽然煤质特性对再热器出口汽温影响很大,但对于能港公司1炉现燃用煤质不能严格控制,所以只有增加再热器受热面积是可行的。通过热力计算可以看出再热器增加受热面积及将燃烧器喷口上倾改造后,再热器出口汽温有明显提高,达到了提高再热器出口汽温的目的。 
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