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    600MW超臨界鍋爐受熱面改造與效果分析

    2013-12-07 01:13:52鄭中甫劉玉海
    中國(guó)設(shè)備工程 2013年9期
    關(guān)鍵詞:管排熱器省煤器

    鄭中甫,劉玉海

    (國(guó)電民權(quán)發(fā)電有限公司,河南 商丘 476821)

    工廠現(xiàn)用DG1900/25.4-II1型超臨界鍋爐,低溫過(guò)熱器及省煤器布置在后豎井后煙道內(nèi),省煤器位于低溫過(guò)熱器的下方;低溫再熱器布置于后豎井前煙道內(nèi),沿?zé)煹缹挾确较蝽樍胁贾?。在?shí)際運(yùn)行中鍋爐排煙溫度比設(shè)計(jì)值要高14℃,額定負(fù)荷600MW運(yùn)載時(shí),排煙溫度遠(yuǎn)大于14℃,煤耗高達(dá)2.4g/kW·h,影響鍋爐效率以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為節(jié)能降耗,在機(jī)組C級(jí)檢修時(shí),對(duì)受熱面進(jìn)行改造,通過(guò)在尾部煙道的前、后豎井內(nèi)增加低溫再熱器及省煤器管排來(lái)降低鍋爐排煙溫度,提高機(jī)組運(yùn)行效率。

    一、改造內(nèi)容

    1.前期設(shè)計(jì)

    改造前后的鍋爐熱力計(jì)算對(duì)比值如表1所示。

    表1 改造前后計(jì)算數(shù)據(jù)表

    省煤器及低溫再熱器改造設(shè)計(jì)圖如圖1、2所示。

    2.改造實(shí)施方案

    低溫再熱器下水平段管由SA-210C(φ57mm×4.5mm)光管組成,每排6管圈繞,橫向節(jié)距S1=114.3mm,沿爐寬方向共布置168排。本次改造將低溫再熱器入口集箱中心線上部900~2 775mm處之間的垂直管道及局部水平段管排割除,在此位置增加1個(gè)水平蛇形管組。改造后受熱面面積增加約2 309.5m2,新增焊口2 016道。

    圖1 省煤器改造設(shè)計(jì)示意圖

    圖2 低溫再熱器改造設(shè)計(jì)示意圖

    省煤器蛇形管由SA-210C(φ51mm×7mm)光管組成,每排管圈4根管子,橫向節(jié)距114.3mm,共168排。從省煤器入口聯(lián)箱中心線上部763~2 508mm之間的立管割除,將此部分更換為2個(gè)蛇形管圈,改造后增加受熱面積約3 764.4m2,新增焊口1 344道。

    施工前,在低溫再熱器、省煤器兩側(cè)標(biāo)高48 200mm處搭設(shè)平臺(tái),然后利用上部的鋼架安裝U型吊架,在吊架的下部鋪設(shè)架板,利用U型吊架安裝滑道,滑道采用20#槽鋼制作,用20#工字鋼進(jìn)行支撐,滑道寬度1 500mm,高度與集箱中心線上998mm處平齊。用20#槽鋼及小滑輪制作4套滑車,滑車輪的寬度與滑道相同,滑車上部制作成可轉(zhuǎn)動(dòng)的形式,便于管排在爐外的水平運(yùn)輸及調(diào)整。在鍋爐左右兩側(cè)0m處各布置2臺(tái)3t卷?yè)P(yáng)機(jī),上部起吊點(diǎn)布置在58m標(biāo)高處探出鋼架的工字鋼上,以進(jìn)行管排的垂直起吊。

    所有管件在吊裝前按規(guī)程需進(jìn)行通球試驗(yàn),合格后進(jìn)行可靠封口。待管件組對(duì)合格后進(jìn)行焊接,并按技術(shù)要求對(duì)全部焊口進(jìn)行超聲波或射線探傷。

    然后對(duì)新增管排安裝并固定吊掛裝置,預(yù)留5mm膨脹間隙。并按規(guī)程和圖紙要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)以確保嚴(yán)密性。

    二、改后效果分析

    1.改造前后鍋爐性能參數(shù)對(duì)比(表2、3、4)

    表2 省煤器出口及排煙溫度變化 ℃

    表3 再熱器、過(guò)熱器煙氣調(diào)節(jié)擋板開度變化 %

    表4 過(guò)熱器一級(jí)、二級(jí)減溫水調(diào)門開度 %

    考慮到數(shù)據(jù)的可靠性以及可比性,選擇改造前、后不同年份的相似季節(jié)、相同負(fù)荷情況下的測(cè)量數(shù)據(jù),該數(shù)值以算術(shù)平均值引入計(jì)算。

    其中,排煙溫度的修正:

    式中:tG15δ——修正后排煙溫度,℃;

    tA8D——設(shè)計(jì)空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫,℃;

    tG14——試驗(yàn)中空氣預(yù)熱器入口煙氣溫度,℃;

    t

    G15——試驗(yàn)中空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度,℃;

    tA8——試驗(yàn)中空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫,℃。

    2.受熱面面積改變后對(duì)運(yùn)行的影響

    鍋爐內(nèi)低溫再熱器及省煤器的受熱面積變化時(shí),其出口介質(zhì)溫度和煙氣溫度都將發(fā)生變化,勢(shì)必影響到相關(guān)的其他鍋爐設(shè)備的工作狀態(tài),使鍋爐熱負(fù)荷在各受熱面間重新進(jìn)行分配。

    省煤器增加管排后,在燃料總量不變,燃燒調(diào)整不變的情況下,省煤器出口溫度平均提高約6℃。省煤器出口的給水溫度提高后,進(jìn)入水冷壁下聯(lián)箱后的工質(zhì)欠焓減少,進(jìn)入水冷壁內(nèi)加熱后,其蒸發(fā)點(diǎn)位置降低,蒸發(fā)段變長(zhǎng),從而使蒸發(fā)速度加快。在爐膛出口后過(guò)熱段的換熱量不變而蒸汽流量增加的情況下,過(guò)熱器出口汽溫將下降,導(dǎo)致出口蒸汽的過(guò)熱度降低,過(guò)熱器一級(jí)、二級(jí)減溫水的投入量減少。從表4中受熱面改造后過(guò)熱器一級(jí)、二級(jí)減溫水調(diào)門開度可以得到驗(yàn)證。

    低溫再熱器增加管排后,低溫再熱器內(nèi)蒸汽焓升增加,勢(shì)必引起再熱汽溫增加。在再熱蒸汽出口溫度不變的情況下,再熱器減溫水不投入的情況下,必須調(diào)節(jié)再熱蒸汽煙氣調(diào)節(jié)擋板,使通過(guò)再熱器側(cè)的煙氣量減少,降低再熱汽溫度。在尾部煙道煙氣量一定的情況下,低溫過(guò)熱器及省煤器側(cè)的煙氣量必然增大,有可能導(dǎo)致過(guò)熱器超溫,引起過(guò)熱器減溫水投入量增加。

    從表3中可看出,在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,再熱器的調(diào)節(jié)擋板開度變小,隨負(fù)荷的增加,角度減少6%~20%左右;過(guò)熱器的調(diào)節(jié)擋板變大,開度增加4%~20%左右。

    由省煤器改造引起的過(guò)熱蒸汽過(guò)熱度降低導(dǎo)致減溫水投入量減少,而增加低溫再熱器受熱面引起的過(guò)熱蒸汽的增加,在二者的相互作用下,從表4可看出,過(guò)熱器一級(jí)、二級(jí)減溫水調(diào)門開度均有所減小,說(shuō)明受熱面綜合改造后總體上使過(guò)熱蒸汽的過(guò)熱度有所降低。

    受熱面改造后,由于尾部煙道內(nèi)的煙氣與省煤器、低溫再熱器的熱交換增強(qiáng),省煤器及低溫再熱器處的煙氣出口溫度均出現(xiàn)不同程度的降低,從表2中可以看出,省煤器側(cè)煙氣出口溫度降低17℃。由于省煤器、低溫再熱器出口煙溫降低,直接導(dǎo)致鍋爐排煙溫度降低約12℃。

    3.改造后鍋爐熱效率測(cè)試

    當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為600MW和500MW時(shí),鍋爐熱效率測(cè)試結(jié)果如表5所示。

    表5 鍋爐熱效率測(cè)試 %

    三、結(jié)語(yǔ)

    鍋爐受熱面改造后,省煤器出口給水溫度、過(guò)熱蒸汽、再熱蒸汽等汽水系統(tǒng)及煙氣系統(tǒng)溫度等均在正常范圍內(nèi)。鍋爐排煙溫度降低12℃,鍋爐效率提高0.5%,創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

    [1]周永剛,楊立龍,趙陽(yáng)等.鍋爐尾部受熱面綜合改造的試驗(yàn)研究[J].力發(fā)電,2005(9):54-55.

    [2]閻維平,電站鍋爐省煤器設(shè)計(jì)與改造對(duì)過(guò)熱汽溫的影響[J].鍋爐制造,2001(37~39):54-55.

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