热管省煤器在75t_h循环流化床锅炉中的应用.pdf

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1、焦保才（天津华能集团能源设备有限公司天津301900）摘要：对比75t/h循环流化床锅炉原列管省煤器，介绍了热管省煤器的工作原理、结构和优缺点。关键词：循环流化床锅炉；热管；热管省煤器热管省煤器在75t/h循环流化床锅炉中的应用循环流化床锅炉可以用造气炉渣和无烟煤末按一定比例掺混作燃料，实现一煤两用和造气炉渣的二次利用；发电下来的废气又可供尿素再循环利用，因此在氮肥企业热电联产中得到广泛应用。但烟气中携带低温过热器的大量造气炉渣硬度高，致使锅炉尤其是省煤器部件磨损严重，省煤器的换热管不定期泄漏可导致锅炉随时停车。目前市场上没有好的解决办法，有的企业甚省煤器至不得不投资上百万

2、元建一台炉备用，造成极大浪费。为此我厂开发出了一种新型热管式省煤器，其工作原理及结构型式与原列管式省煤器有根本区别，解决了烟道阻梁列管式省煤器不能定期检修这个难题。经在多台炉上试运行，获得初步成功并推向市场。现结合济南某锅炉厂一台75t/h循环流化床锅炉的改造为例作一说明。图1省煤器布置示意图1原列管式省煤器的结构型式及存在的问题原75t/h循环流化床锅炉采用倒U型结构，烟气除尘采用高温旋风分离的方式。省煤器布置在锅炉对流烟道转弯后的竖井中，为蛇形钢管式结构。如图1、图2所示，共分为3组。软水走管内，烟气走管间。换热管作水平叉排布置，由空心支承梁固JIENENGYUHUAN

3、BAO定。每组蛇形管为62根φ32×3.5mm无缝管，第一143排和弯头处设有防磨罩。省煤器集箱管为φ159×28mm无缝管布置在炉墙外，集箱和管子在墙外焊接。1.集箱；2.蛇形管；3.空心支持梁；4.支架省煤器设计寿命一般为3年，但使用1年左右就开图2钢管式省煤器结构2006.No.8·月刊32节能环保技术始频繁泄漏，有时甚至间隔不到1个月。绝大多数损坏下降，不会造成泄漏、影响整台设备运行的特点，因此发生在第一组竖井外侧换热管，每次漏３～８根管子完全可以根据生产的需要对省煤器进行定期检修，并不等。由于只是少数几根换热管损坏且经常发生，只且在检修时只需更换损坏的那一部分而不

4、用担心没有能哪支管坏修哪支，无法做到有计划的停车检修。很更换的部分会发生泄漏的危险。显然，冲刷磨损是造成省煤器管子泄漏的主要原因。之所以产生冲刷磨损，主要有以下几点：2热管省煤器的工作原理和结构（1）循环流化床锅炉燃烧方式造成烟气带灰量大。2.1热管的工作原理由于燃料均处于悬浮沸腾状态，主燃室后虽有除尘器，热管是一种新型高效热元件，工业中常用的是碳但烟气带灰量仍显著增加，达到20g/Nm3，是非沸腾钢—重力热管，其结构如图3所示。封闭的管壳内抽成炉的3倍以上。真空，工质通过在加热段（也称蒸发段）吸收热量由液（2）造气炉渣硬度高。由于炉渣在进锅炉前已经态变成汽态，流动到冷却段

5、（也称冷凝段）放出热量由在煤气炉中燃烧过一次，部分已炼焦，再经过第二次汽态变回液态，靠重力回流到加热段，如此往复循环，燃烧，其硬度是普通烟尘的5倍，含这种颗粒的烟气对传递热量。省煤器的冲刷磨损程度是普通烟气的3倍。（3）省煤器布置的位置。资料表明，对流烟道转冷凝段弯后竖井中靠近后墙处的省煤器管子磨损最严重。因绝热段烟气转弯后，离心作用使得靠近竖井后墙处的烟气所含灰粒浓度最大。Q收蒸发段（4）省煤器换热管不耐冲刷。换热管作为换热元翅管壳件，一方面考虑到换热效率管壁不可能选的太厚，一般为3～3.5mm，另一方面考虑到工作压力和温度，在Q吸传热工质材质上又受到许多限制，一般为20

6、#中低压锅炉管。虽然增加了防磨罩，仍然不能阻止烟尘磨损，难以达图3热管结构示意图到设计寿命。2.2热管式省煤器结构（5）省煤器本身的结构存在严重缺陷。列管省煤器由一系列蛇形管组成，冷、热两种介质直接通过管设备骨架壁换热。管与管间类似于“串联”，有一根或数根管损Ⅰ热管坏，都会造成整台设备泄漏，导致停炉检修。磨损是随机性的，用户又缺乏检测手段，只能采取坏一根修一根的办法。因此造成锅炉不定期的被动停车检修。从以上分析可知，造成省煤器泄漏原因的第（1）、Ⅱ水侧联箱（3）项是循环流化锅炉自身固有的特性，第（2）项是（a）燃煤成分决定的，是省煤器损坏的外部因素；只有第（4）、（5）项才

7、是省煤器损坏的内因。目前市场上主要烟尘颗粒是从第（2）、（4）项入手，通过改变燃煤渣末比例、提耐火水泥高防冲刷罩和换热管表面的抗冲刷性等手段，虽然延长了省煤器的使用寿命，但换热管损坏仍存在着不确水侧联箱翅片JIENENGYUHUANBAO热管石棉绳设备骨架定性，无法使锅炉达到定期检修的目的。我厂在采取以上措施的同时，从第（5）项入手，Ⅰ放大Ⅱ放大将热管技术成功引进到省煤器中来。使用热管技术制（b）造的热管省煤器具有单支管损坏，只是换热效率略有图4热管式省煤器结构332006.No.8·月刊如图4所示，由热管、套管焊