某60万火电机组发电厂锅炉省煤器的改造

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1、某60万火电机组发电厂锅炉省煤器的改造【摘要】作为锅炉低温受热面的省煤器，普遍存在积灰、磨损、振动及腐蚀等问题，尤其是在燃烧劣质煤的时候，更容易使省煤器发生爆管的事故。锅炉发生的省煤器爆管事故严重影响了锅炉的安全运行，使发电企业的经济效益受到影响。导致省煤器爆管的原因很多，主要包括炉型的选择、热力计算的准确性、省煤器严重积灰、管外飞灰磨损、管子内壁的腐蚀、省煤器结构布置的合理性、烟气流速、省煤器的材质选择、省煤器系统结构是否容易引起热偏差及流量不均、制造工艺、安装质量、锅炉运行状况、燃烧调整、维修检修质量等多方面的原因。本文对省

2、煤器提出了最佳改造方案，在锅炉大修中按最佳方案实施了改造。改造后，从试验结果看，积灰情况得到了很大改善，排烟温度达到了设定值，使得锅炉的经济性及安全性得到了大幅提高，基本解决了锅炉爆管的隐患，提高了锅炉机组运行的经济性及可靠性，为省煤器改造和设计提供了理论指导及实践经验。【关键词】锅炉省煤器磨损爆管1前言8近年来生态环境要求日益提高，煤炭的供需严重不平衡，电价成本大幅上调，这些都要求锅炉机组的污染控制要求、安全性及经济性都应该有所提高。但是，现行设备的老化、技术落后及煤质变差等使得传热方面及燃烧的问题逐年增加。该电厂3号锅炉主要

3、存在以下问题：8（1）由于煤质变差，燃煤热值下降，相同锅炉出力下烟气量和流速增加，为了保证机组负荷，必须增加燃煤量，来增加烟气量，反而使得烟气流速增加，加快了省煤器管壁的磨损。另外煤质差的煤着火性能下降使得燃烧稳定性降低、锅炉灭火次数增多、机组煤耗增加、磨煤机出力增加、炉膛出口烟温偏差等问题更加严重。燃煤灰分增加，造成烟气中飞灰浓度增大，灰粒撞击受热面的次数增加，引起省煤器管壁的磨损加剧。（2）排烟温度高。为了治理污染物的排放增加了脱硫装置等。而保证脱硫装置安全经济运行就必须控制锅炉排烟温度在145℃以下，所以必须控制锅炉排烟温

4、度在允许的范围之内。（3）积灰严重。机组初投产时，排烟温度比设定值要偏高一些，说明尾部蒸发受热面面积满足不了设计吸热量的要求；又因为煤的灰分增加、燃煤量的增多，使得尾部受热面严重积灰。这些均使得排烟温度上升，省煤器吸热量下降，锅炉热效率大幅下降，导致燃料浪费过多且高温废气大量排放使环境恶化。（4）锅炉的热效率较低。为了进一步达到节能降耗的目的，对锅炉的热效率及燃烧均提出了更高的要求，需尽可能地提高锅炉的传热效率，降低燃煤烧量，并且组织好燃烧，使得烟温偏差及炉膛水冷壁高温腐蚀的危害减少。（5）泄漏严重。由于累计运行时间较长，部分受

5、热面已达到或超出了设计的运行寿命，泄漏逐年增加。再者设计的省煤器壁厚余量小，加工缺陷较多，泄漏日益严重。总之，随着锅炉机组运行时间的增长，技术落后、锅炉设备日益老化、缺陷增加、再加上煤质变差，这些均导致锅炉的经济性和安全行降低。但是，随着环境保护及发电市场的需求，对锅炉的经济性和安全行要求更高，污染物排放要求也有所提高。在这种情况下，若按照一般的检修计划对上述锅炉存在的诸多问题逐个解决，资金方面及工期是一个难题。为了进一步达到减少污染物排放及节能降耗的目的，也为了适应当前煤炭市场的现状况，必须在有限资金的前提下解决上述问题。所以

6、需要将3号炉的优化改造做为一项系统工程来完成。2省煤器的爆管原因分析省煤器爆管的原因非常复杂，下面分别从设计因素、制造、安装和维修因素及运行状况因素三个方面来分析。3.1设计因素8（1）烟速设计不合理。若烟速设计值偏低，飞灰容易沉积在管壁上。若烟速设计值偏高，磨损较严重。因此，烟速的合理设计非常关键。一般烟速设计值在7-13m/s范围内进行选取；煤中灰份少的时候取值较高，灰份多的时候取值较低。经济烟速则在8-11m/s范围内进行选取。（2）省煤器的结构设计和布置不合理。省煤器和前墙平行布置时，只有靠进后墙的几排管受烟气的磨损比较

7、严重，损坏后容易更换。省煤器和前后墙垂直布置时，对于π型布置的锅炉，当烟气从水平烟道进入竖井烟道的时候有一个转弯，在离心力的作用下，飞灰绝大部分集中于烟道的后墙壁，所以靠近后墙的每根管子都会受到烟气的磨损。（3）受热面系数选用不合理，使得炉膛出口实测烟温偏高于设计值。（4）锅炉设计不合理。四角切圆燃烧的炉内旋转上升气流由炉膛出口进入到对流烟道的时候，残余旋转非常强，将会使对流烟道两侧的烟温和烟速存在差值，烟道内热负荷分布不匀，烟气到达省煤器的时候，形成的烟气走廊导致省煤器发生爆管。3.2制造、安装和维修因素（1）施工焊接不合格。

8、焊口有非金属夹杂物或管子焊接时有折叠缺陷等。（2）管材质量差，本身存在缺陷。管子在生产过程中产生折叠缺陷，或者本身存在分层、夹渣等缺陷，运行时受温度和应力影响使缺陷进一步扩大而爆管。（3）安装不合格。安装时没有按照图纸进行，使弯管半径弯曲后变薄等。3.3运行状况