锅炉尾部受热面综合改造的试验研究
周永刚%,杨立隆2,赵 阳2,陈永辉2,李文华2,赵 虹%
浙江大学"浙江杭州 温州发电有限公司"浙江乐清 !#$
%()%002’2()25,00
0-20%)(’ 温州发电有限公司%号锅炉是5
?-%’型自然循环煤粉炉,2002年大修时将%号炉的空气预热器(空预器)改成豪顿公司采用新密封技术的改造后实际测量漏风率为2-4D%’00型空预器,
比空预器设计排烟%号炉排烟温度为%,(0%X,’2C,温度高出2$C。
排烟温度升高主要可以归结为漏风、受热面结渣
]%
积灰以及受热面结构三大因素[可。由文献[2"5]
数的取值,然后以实际系数来计算受热面变化后相应参数的变化,可提高受热面增加热力计算的精确性,使热力计算尽量符合实际情况。
试验煤种选用电厂的常用煤种,锅炉主要设计参数和测量值见表%。实际测量的排烟温度比设计排烟但温度高2$C。空预器入口设计烟气温度为)&)C,
实际运行中,空预器进口烟温为-从而使排烟温0’C,假定空预器其它参数不变,进度升高。根据热力计算,
口烟温提高2排烟温度将升高$C。-C,
表1 锅炉主要运行参数
项目 主蒸汽温度C再热蒸汽温度 C 给水温度C
主省煤器出口水温 C
B%一级减温水流量 ·@AB% ·二级减温水流量@A
知,国内同类型锅炉有很多采取对尾部受热面改造的方法来降低排烟温度。尾部受热面的改造有可能影响锅炉各部分受热面吸热比例,从而对其它重要参数如
,]),
主汽温度产生影响[所以需对改造方案进行详细的,
设计参数5-05-02-02
5%(-&520))5)$2-,,)&)%-)
改前试验5-05-02-)25,&520)-’-%%
研究和分析。
1 改前试验
在增加受热面之前,首先对锅炉进行了详细的试验。一方面,获得锅炉的关键参数值(排烟温度,主蒸汽温度),分析锅炉存在的问题;另一方面,通过测量得到的介质参数和已有的结构参数获得热力计算所需各受热面的沾污系数等,为计算增加受热面积提供依据。
锅炉制造厂提供的热力计算中,一些系数是根据标准来取值的(如灰污系数、热有效系数等),而锅炉实际运行时由于煤种变化、受热面结渣积灰、烟气流场不均匀等因素,使得实际运行参数与设计参数有偏离。通过改造前的热态试验,确定烟气及蒸汽温度等参数的实际值,同时根据试验结果来调整热力计算相关系 3B
热力发电!"# 冷风温度C热风温度 C
低温再热器出口烟温C 旁路省煤器出口烟温C主省煤器出口烟温 C 排烟温度C
)$-%’2
锅炉设计参数中烟道挡板为全开状态,而试验测根据运行经验,一般烟道挡板量数据挡板为全关状态,
常处于全关状态,这说明锅炉实际运行再热蒸汽温度小于设计值。
锅炉运行时一次风冷风门全关,空预器漏风率为炉底为水封冷渣机。另外,双磨煤机、单磨煤机,(%X,
以及停磨煤机)种工况的排烟温度变化在2C")所以制粉系统漏风以及炉膛漏风都在正常范围。C,
锅炉炉膛上部的吹灰使主汽温度下降2减温水量0C(保持不变),再热蒸汽温度下降%排烟温度则下降5C,了2C。这些试验表明,排烟温度升高的原因主要在于受热面结构不合理。
度为)而电厂常用煤种为优质烟煤,采用热风送-)C,粉方式,热风温度降低2)C反而有利于降低燃烧器出口温度,避免喷口结焦带火。
# 改后试验
。由表2可见,改造后的试验数据见表2主蒸汽温度、再热蒸汽温度、减温水量都在正常范围内,各段烟温及风温和计算值相差不大,改后排烟温度下降了排烟温度的降低,使锅炉效率20C。受热面的增加,
2 改造方案及影响分析
根据试验分析,综合考虑设备位置、空间的限制和安全性、经济性以及工质参数的限制等各方面因素,认为在低温再热器和主省煤器分别增加适当的受热面比较合理。经计算,低温再热器受热面增加,$0=2
,
主省煤器受热面增加$0&=2
,空预器进口烟温将下降)2
C(为)’5C),热风温度下降2)C(为)20C)
,排烟温度可下降%’C(为%55C)。(1 对主蒸汽及再热蒸汽温度的影响
计算表明,主省煤器增加受热面会使旁路省煤器提高出口水温’C,改造后主汽温度仍能保持设计值-0C,而减温水量则由设计值%)@ A下降到)@ A。旁路烟道烟气量为%0X时,再热汽温度为5-0C(减温水量为%(-@ A),旁路烟道烟气量为25X时(挡板全开),再热汽温度为5)-C(减温水量为0@ A)。再热蒸汽温度有一定的调节量。
(2 对水循环及省煤器出口水温的影响
主省煤器面积增加后,旁路省煤器出口水温最高为2$&C。水在%5(0?J6时的饱和温度为)-2(2C,省煤器出口水温与对应压力饱和温度差值为--(2C,符合一般设计温差大于-0C的要求,可保证省煤器内的水不沸腾,不影响省煤器内介质的换热效果和流动。对锅炉水循环计算表明,省煤器水温的上升使锅炉的循环倍率下降了0($X,对锅炉水循环的可靠性影响不大。
(# 对热风温度的影响
热风温度的高低,主要和锅炉燃烧的煤种、送粉方式以及制粉系统干燥出力相关。锅炉满负荷时热风温
增加了0(&个百分点,按锅炉年运行5000A,一年可节约燃料22-0@
,经济效益显著。表2 计算及改造后锅炉主要运行参数
项目计算值改后试验主蒸汽温度 C5-05)’再热蒸汽温度 C5-05)$给水温度 C
2-)2-5主省煤器出口水温 C
2,52’-一级减温水流量 @·AB%,$(-二级减温水流量 @·A
B%-&(%冷风温度 C20%0热风温度 C
)20))%低温再热器出口烟温 C)’5)$$主省煤器出口烟温 C)’%),,排烟温度 C
%55%-,排烟温度(冷风温度修正) C
%55
%52
%参 考 文 献&
[%] 阎顺林,
等(电站锅炉排烟温度升高原因的归类分析[_](中国电力,2000,(%)([2] 李振强(
降低锅炉排烟温度的措施及方法[_](热力发电,200),(’)([)] 胡凌峰,
等(省煤器改造造成汽温偏低的原因和解决措施[_](电站系统工程,200),%$(-)([-] 张毅,等(开封火电厂)号炉尾部受热面改造[_](热力发电,200),(2)([5] 孟德峰,
等(50-20 %)(’?-%’型锅炉排烟温度高原因分析及改进[_](山东电力技术,200)
,(2)([,] 阎维平(电站锅炉省煤器设计与改造对过热汽温的影响[_](锅炉制造,200)
,(%)([’] 张永涛(
锅炉尾部受热面的优化设计[_](锅炉技术,%$$,,(%0)
(
热力发电!"#B 4
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锅炉尾部受热面综合改造的试验研究
周永刚%,杨立隆2,赵 阳2,陈永辉2,李文华2,赵 虹%
浙江大学"浙江杭州 温州发电有限公司"浙江乐清 !#$
%()%002’2()25,00
0-20%)(’ 温州发电有限公司%号锅炉是5
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比空预器设计排烟%号炉排烟温度为%,(0%X,’2C,温度高出2$C。
排烟温度升高主要可以归结为漏风、受热面结渣
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积灰以及受热面结构三大因素[可。由文献[2"5]
数的取值,然后以实际系数来计算受热面变化后相应参数的变化,可提高受热面增加热力计算的精确性,使热力计算尽量符合实际情况。
试验煤种选用电厂的常用煤种,锅炉主要设计参数和测量值见表%。实际测量的排烟温度比设计排烟但温度高2$C。空预器入口设计烟气温度为)&)C,
实际运行中,空预器进口烟温为-从而使排烟温0’C,假定空预器其它参数不变,进度升高。根据热力计算,
口烟温提高2排烟温度将升高$C。-C,
表1 锅炉主要运行参数
项目 主蒸汽温度C再热蒸汽温度 C 给水温度C
主省煤器出口水温 C
B%一级减温水流量 ·@AB% ·二级减温水流量@A
知,国内同类型锅炉有很多采取对尾部受热面改造的方法来降低排烟温度。尾部受热面的改造有可能影响锅炉各部分受热面吸热比例,从而对其它重要参数如
,]),
主汽温度产生影响[所以需对改造方案进行详细的,
设计参数5-05-02-02
5%(-&520))5)$2-,,)&)%-)
改前试验5-05-02-)25,&520)-’-%%
研究和分析。
1 改前试验
在增加受热面之前,首先对锅炉进行了详细的试验。一方面,获得锅炉的关键参数值(排烟温度,主蒸汽温度),分析锅炉存在的问题;另一方面,通过测量得到的介质参数和已有的结构参数获得热力计算所需各受热面的沾污系数等,为计算增加受热面积提供依据。
锅炉制造厂提供的热力计算中,一些系数是根据标准来取值的(如灰污系数、热有效系数等),而锅炉实际运行时由于煤种变化、受热面结渣积灰、烟气流场不均匀等因素,使得实际运行参数与设计参数有偏离。通过改造前的热态试验,确定烟气及蒸汽温度等参数的实际值,同时根据试验结果来调整热力计算相关系 3B
热力发电!"# 冷风温度C热风温度 C
低温再热器出口烟温C 旁路省煤器出口烟温C主省煤器出口烟温 C 排烟温度C
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常处于全关状态,这说明锅炉实际运行再热蒸汽温度小于设计值。
锅炉运行时一次风冷风门全关,空预器漏风率为炉底为水封冷渣机。另外,双磨煤机、单磨煤机,(%X,
以及停磨煤机)种工况的排烟温度变化在2C")所以制粉系统漏风以及炉膛漏风都在正常范围。C,
锅炉炉膛上部的吹灰使主汽温度下降2减温水量0C(保持不变),再热蒸汽温度下降%排烟温度则下降5C,了2C。这些试验表明,排烟温度升高的原因主要在于受热面结构不合理。
度为)而电厂常用煤种为优质烟煤,采用热风送-)C,粉方式,热风温度降低2)C反而有利于降低燃烧器出口温度,避免喷口结焦带火。
# 改后试验
。由表2可见,改造后的试验数据见表2主蒸汽温度、再热蒸汽温度、减温水量都在正常范围内,各段烟温及风温和计算值相差不大,改后排烟温度下降了排烟温度的降低,使锅炉效率20C。受热面的增加,
2 改造方案及影响分析
根据试验分析,综合考虑设备位置、空间的限制和安全性、经济性以及工质参数的限制等各方面因素,认为在低温再热器和主省煤器分别增加适当的受热面比较合理。经计算,低温再热器受热面增加,$0=2
,
主省煤器受热面增加$0&=2
,空预器进口烟温将下降)2
C(为)’5C),热风温度下降2)C(为)20C)
,排烟温度可下降%’C(为%55C)。(1 对主蒸汽及再热蒸汽温度的影响
计算表明,主省煤器增加受热面会使旁路省煤器提高出口水温’C,改造后主汽温度仍能保持设计值-0C,而减温水量则由设计值%)@ A下降到)@ A。旁路烟道烟气量为%0X时,再热汽温度为5-0C(减温水量为%(-@ A),旁路烟道烟气量为25X时(挡板全开),再热汽温度为5)-C(减温水量为0@ A)。再热蒸汽温度有一定的调节量。
(2 对水循环及省煤器出口水温的影响
主省煤器面积增加后,旁路省煤器出口水温最高为2$&C。水在%5(0?J6时的饱和温度为)-2(2C,省煤器出口水温与对应压力饱和温度差值为--(2C,符合一般设计温差大于-0C的要求,可保证省煤器内的水不沸腾,不影响省煤器内介质的换热效果和流动。对锅炉水循环计算表明,省煤器水温的上升使锅炉的循环倍率下降了0($X,对锅炉水循环的可靠性影响不大。
(# 对热风温度的影响
热风温度的高低,主要和锅炉燃烧的煤种、送粉方式以及制粉系统干燥出力相关。锅炉满负荷时热风温
增加了0(&个百分点,按锅炉年运行5000A,一年可节约燃料22-0@
,经济效益显著。表2 计算及改造后锅炉主要运行参数
项目计算值改后试验主蒸汽温度 C5-05)’再热蒸汽温度 C5-05)$给水温度 C
2-)2-5主省煤器出口水温 C
2,52’-一级减温水流量 @·AB%,$(-二级减温水流量 @·A
B%-&(%冷风温度 C20%0热风温度 C
)20))%低温再热器出口烟温 C)’5)$$主省煤器出口烟温 C)’%),,排烟温度 C
%55%-,排烟温度(冷风温度修正) C
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%参 考 文 献&
[%] 阎顺林,
等(电站锅炉排烟温度升高原因的归类分析[_](中国电力,2000,(%)([2] 李振强(
降低锅炉排烟温度的措施及方法[_](热力发电,200),(’)([)] 胡凌峰,
等(省煤器改造造成汽温偏低的原因和解决措施[_](电站系统工程,200),%$(-)([-] 张毅,等(开封火电厂)号炉尾部受热面改造[_](热力发电,200),(2)([5] 孟德峰,
等(50-20 %)(’?-%’型锅炉排烟温度高原因分析及改进[_](山东电力技术,200)
,(2)([,] 阎维平(电站锅炉省煤器设计与改造对过热汽温的影响[_](锅炉制造,200)
,(%)([’] 张永涛(
锅炉尾部受热面的优化设计[_](锅炉技术,%$$,,(%0)
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