省煤器改造对燃烧运行的经济性分析＊

陈 曙，任联翔

（华能长兴电厂，浙江 长兴313100）

0 引言

为了扩大锅炉煤种适应性，同时兼顾低负荷稳燃，使锅炉运行安全、经济，该厂在大修时省煤器受热面进行改造，并委托浙江大学热能工程研究所对该炉进行试验和相关热力计算.用试验实际参数来修正热力计算的各参数，然后保持各传热系数不变，改变要改造的受热面面积，从而得出改造后的参数.

1 锅炉概况

锅炉主蒸汽采用一、二级喷水减温，再热汽温的控制以烟气旁路挡板为主要调节手段，而以高、低二段再热器之间的微量喷水装置作为细调.旁路烟气挡板布置在旁路省煤器后450℃烟温区，挡板关闭时与水平成45度交角，分上下两排布置，共20块.

锅炉主要设计参数见表1.锅炉设计煤种和校核煤种见表2.锅炉尾部受热面设计参数见表3.

1.1 存在的主要问题分析

（1）空预器入口烟温偏高.空预器入口设计烟气温度为381℃，但实际运行中，这个温度一般偏高，根据试验测量，空预器进口烟温为398℃，从而使排烟温度升高.

（2）试验时空预器已有部分堵塞，实际传热面积减少导致排烟温度升高.

表1 锅炉主要设计参数

表2 锅炉设计煤种和校核煤种

表3 锅炉尾部受热面设计参数

2 热态试验结果及分析

2.1 锅炉运行参数及分析

＃5炉燃烧70%准混煤（常用煤），在不同制粉系统满负荷运行工况下的各主要参数如下：

（1）主汽温度为535.8～540.6℃，一、二级减温水量共为20.2～27.1t／h.（2）再热汽温度为540.7～542.5℃，再热汽减温水量为2.9～7.3t／h.（3）给水温度为245℃，旁省出口水温为293～296℃.（4）热风温度为344～350℃、排烟温度为161～168℃.

2.2 旁路烟道挡板开关试验

由试验知，旁路烟道挡板从全关到全开后，对锅炉参数影响不大，这表明旁路烟道挡板在全关时可能漏烟量较大.如在一级减温水和二级减温水基本不变的情况下，过热汽温只下降了约1～2℃.旁路烟道挡板全开后对再热汽温有所影响，在保持再热汽温基本不变的情况下，微喷减温水量从5.8t／h降低到2.5t／h（大约相当降低再热汽温10℃）.另外，旁路烟道挡板打开后，也影响了排烟温度、热风温度和省煤器出口温度，分别上升了1.95℃、5℃和1.5℃.

2.3 吹灰试验

从试验数据可知，吹灰后炉膛出口烟气温度有所下降，导致对流后烟气温度下降16～17℃，同时排烟温度也下降1℃.吹灰后主汽温度下降3.3℃，同时一级减温水下降5.6t／h，二级减温水下降8.8t／h（估算总的降低主汽温26℃左右）.在再热汽温度基本不变的情况下，微喷减温水下降5.9t／h（估算降低再热汽温16℃左右）.下降的幅度较大，这也说明燃烧试验煤种（70%准混煤）时炉膛结渣、灰较严重.

从大量的试验数据分析，可以得出如下的结论：

（1）＃5炉的主汽温度是比较高的（535.8～540.6℃），平时运行时减温水用量较大（20.2～27.1t／h），并要经常进行炉膛吹灰以降低主汽温度.

（2）＃5炉试验时虽然旁路烟道挡板显示处于全关位置，实际上漏烟量相当大，这样的条件下再热汽温度为540.7～542.5℃，再热汽减温水量为2.9～7.3t／h.说明再热汽温是不低的.

（3）炉膛吹灰使主汽温度下降约26℃，再热汽温度降低约16℃.

3 ＃5炉尾部受热面改造方案

3.1 改造计算

根据浙江大学的《尾部受热面改造可行性研究及改造方案和热力计算书》列出原始状态（冷风温度30℃）、增加主省908m2、增加主省600m2和增加主省908m2，冷风温度5℃等各个条件的计算结果.最低的排烟温度和热风温度出现在增加主省908m2.这样不仅降低了排烟温度，提高了锅炉效率，同时还降低了热风温度，有利于减轻喷嘴带火现象；降低了主汽温，可减少减温水用量.

3.2 选型

为充分考虑 ＃5炉改造空间，达到降低排烟损失和燃烧需要的热风温度的最佳值，专业提出了＃5炉主省煤器改造按蝶（H）形管方案，采用蝶（H）形管方案可降低主省后烟温至355℃，同时满足热风温度大于317℃，降低排烟温度15℃.

3.3 改造效益

经过计算，如果改造主省，则排烟温度下降11℃，可提高锅炉效率约0.5%以上.锅炉的煤耗量从58.3t／h降低到57.8t／h，按锅炉一年运行7000小时估算，一年可节约燃料3500吨，按每吨煤400元计算，改造后每年可节约近140万元，在经济上具有积极的作用.

3.4 改造后对锅炉参数的影响和调控

3.4.1 对主汽温度的影响

由于主省煤器增加受热面而会使旁路省煤器提高出口水温6℃，从而使主汽温度降低6℃左右.经计算，改造后主汽温度仍能保持设计值（540℃），或可降低减温水量5t／h左右.另外，对流吹灰对主汽温度的调节幅度有25℃左右.因此，即使改造后主汽温度降低10℃，锅炉仍有足够的调节能力.

3.4.2 对再热汽温度的影响

计算表明，主省改造后对再热汽温度影响很小（减少减温水1.3t／h）.而炉膛吹灰则对再热汽温的调节幅度有16℃的范围.

3.4.3 对旁路省煤器出口水温的影响

省煤器出口水温主要受水沸腾的限制，计算表明，改造后旁路省煤器出口水温最高为300℃.据查表得水的压力和饱和温度关系如表4，根据一般要求，省煤器出口水温应低于饱和温度一定范围以保证水不会沸腾.按压力15.0Mpa计算，水的饱和温度为342.2℃，仍比较安全.

表4 给水的压力和饱和温度关系

3.4.4 改造对热风温度的影响

热风温度的高低，主要和锅炉燃烧的煤种、送粉方式以及制粉系统干燥出力相关.目前＃5炉满负荷时热风温度为350℃，而华能长兴电厂主要燃用优质烟煤，采用热风送粉方式，因此这样的温度已足够.根据经验，燃烧准混或大友＃2煤种，热风温度在300℃以上是没有问题的.

3.5 设备受位置、空间的限制和安全性

锅炉尾部受热面改造，不仅受工质参数的限制，也受到各级受热面的布置空间的限制.＃5在主省增加908m2受热面，有相应的空间可以安装，施工工期较短，改造相对比较经济.

3.6 受热面改造后对锅炉水循环的影响

参照林宗虎编写的《锅内过程》第118页对某台400／140自然循环锅炉水循环计算示例进行估算，表5为省煤器出口水温提高10℃的前后的主要数据对比.可见，省煤器出口水温提高，由于进入下降管锅水欠焓减少，将使起沸点高度降低，工作点左移，循环倍率下降，但通过表5计算表明，即使省煤器出口水温上升10℃，对循环回路工作点及循环倍率的影响也很小，故对锅炉水循环的可靠性影响不大.

表5 省煤器出口水温提高10℃前后主要数据对比

4 结论和建议

（1）为了降低锅炉的排烟温度，安全、可靠的措施是在主省煤器增加适当的受热面，这样工质的参数变化比较小，需要增加的受热面相对较少，设备在空间位置容易布置.

（2）计算表明，＃5炉在主省煤器增加908m2受热面后，可降低空预器入口烟温32℃，从而降低排烟温度11℃（为154℃）.

（3）＃5炉主省受热面改造后，主、再热汽温度仍能保持正常设计参数，旁路省煤器出口温度和热风温度都在正常范围.

（4）改造主省后，排烟温度下降11℃，可提高锅炉效率约0.5%以上，每年可节约近140万元燃料费用，在经济上具有积极的作用.

（5）在锅炉尾部受热面改造的同时，一定要检修好旁路省煤器烟道挡板，以便有调节手段.