CFB 鍋爐低溫省煤器出口煙溫偏高原因探究

蔣文 李志(杭州華電能源工程有限公司，浙江 杭州 310030)

0 引言

國(guó)內(nèi)很多火力發(fā)電廠由于設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行調(diào)整、煤種變化等原因，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度高于設(shè)計(jì)值，大量的熱量隨著高溫排煙而損失掉，降低了鍋爐的熱效率，增加了機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗，影響了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[1-2]。為了降低鍋爐的排煙溫度，最通常的措施是增設(shè)低溫省煤器。增設(shè)低溫省煤器的方案雖然在能源利用的能級(jí)上稍遜于常規(guī)省煤器和空氣預(yù)熱器，但其降低排煙溫度效果明顯，且改造相對(duì)簡(jiǎn)單，費(fèi)用也較低[3-7]。

1 系統(tǒng)概述

某循環(huán)流化床鍋爐為超高參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、自然循環(huán)、固態(tài)排渣鍋爐。設(shè)計(jì)燃燒煙煤，現(xiàn)燃用煤質(zhì)改為全燒褐煤，運(yùn)行中存在排煙溫度較高的問題。在除塵器入口處加裝煙氣余熱回收裝置(低溫省煤器)，降低除塵器入口煙溫，從而降低除塵器入口煙氣量，降低飛灰比電阻，從而達(dá)到提高除塵器效率的目的，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能的目的。

煙氣余熱回收技術(shù)方案選用臥式相變換熱煙氣余熱回收技術(shù)。其原理如圖1：系統(tǒng)由相變換熱器、相變換熱汽包、連接管道、溫度控制系統(tǒng)等組成。相變換熱器布置在原煙道中，相變換熱汽包布置在煙道外面。在相變換熱器中，中間熱媒通過吸收煙氣的熱量發(fā)生相變，在管內(nèi)形成閉式循環(huán)。相變換熱汽包也是一種換熱器，利用蒸汽凝結(jié)換熱的原理，主要作用是將相變換熱器中吸收的煙氣熱量轉(zhuǎn)移給其他需要熱量的對(duì)象。相變換熱器及相變換熱汽包之間依靠重力差形成自然循環(huán)。

圖1 臥式相變換熱煙氣余熱回收技術(shù)系統(tǒng)示意圖

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 相變換熱器

如表1。

表1 相變換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)

2.2 相變換熱汽包

如表2。

表2 相變換熱汽包設(shè)計(jì)參數(shù)

3 運(yùn)行情況

煙氣余熱回收裝置投入運(yùn)行后，運(yùn)行人員反映換熱器出口煙溫偏高，達(dá)到135～140℃，偏離設(shè)計(jì)值127℃較大。停爐前煙氣余熱回收裝置的運(yùn)行情況詳見表3 所示。

表3 煙氣余熱回收裝置運(yùn)行情況

4 原因分析

4.1 換熱器入口煙溫偏高

根據(jù)運(yùn)行情況，煙氣余熱回收裝置入口煙溫偏高，如表3所示。

由表3 可知，換熱器入口煙溫平均值為167℃，高于煙氣余熱回收裝置的入口煙溫設(shè)計(jì)值155℃。目前煙氣余熱回收裝置將排煙溫度由167℃降低至138℃，降溫幅度29℃，大于設(shè)計(jì)值(28℃)要求。

4.2 換熱器積灰

4.2.1 脫硝投入影響

煙氣余熱回收裝置設(shè)計(jì)及安裝時(shí)，并未配備脫硝系統(tǒng)。后續(xù)配備的脫硝系統(tǒng)采用SCR 技術(shù)，需定期進(jìn)行噴氨處理，由此導(dǎo)致余熱回收裝置入口煙氣的水分含量增大，煙氣中的粉塵粘附性增強(qiáng)，換熱器積灰嚴(yán)重，換熱效率降低。在SCR 系統(tǒng)出現(xiàn)氨逃逸問題時(shí)，換熱器的積灰問題則進(jìn)一步加劇。

4.2.2 煤質(zhì)變化影響

根據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，實(shí)際燃煤煤質(zhì)收到基全水分是38.3%與煙氣余熱回收裝置設(shè)計(jì)時(shí)的煤質(zhì)收到基全水分是33.4%偏差較大。相比于煙氣余熱回收裝置的設(shè)計(jì)煤種，實(shí)際燃煤中的水分33.4%增加至38.3%，導(dǎo)致煙氣中水蒸氣濃度增大，粉塵粘結(jié)性增強(qiáng)，換熱器積灰加劇。

4.3 吹灰效果不理想

煙氣余熱回收裝置采用脈沖激波發(fā)生器多點(diǎn)一個(gè)工作組的吹灰方式。發(fā)生器多點(diǎn)一個(gè)工作組，由于分配管路的長(zhǎng)短、焊接造成的管徑粗細(xì)不同，還有安裝位置不同，鍋爐內(nèi)負(fù)壓不同點(diǎn)壓力值有變化造成的不同吹灰點(diǎn)之間出現(xiàn)壓差，都會(huì)影響發(fā)生器內(nèi)的混合氣充氣量不均勻。充氣量出現(xiàn)偏差多少不同，充氣量少的發(fā)生器吹灰力度也會(huì)變小，甚至達(dá)不到應(yīng)有的吹灰效果。如某個(gè)點(diǎn)充氣量極少時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)此吹灰點(diǎn)點(diǎn)火不成功、啞炮現(xiàn)象。

5 解決方案

根據(jù)目前的運(yùn)行情況，針對(duì)換熱器出口煙溫偏高的問題，提出以下解決方案。

5.1 鍋爐運(yùn)行優(yōu)化

通過燃燒調(diào)整及優(yōu)化，調(diào)整爐內(nèi)換熱面及尾部省煤器、空預(yù)器等的換熱情況，降低空預(yù)器出口煙氣溫度，從而實(shí)現(xiàn)降低余熱回收裝置入口煙溫的目的。

5.2 低溫省煤器運(yùn)行優(yōu)化

通過調(diào)整凝結(jié)水進(jìn)口水溫及流量，增大相變換熱汽包內(nèi)的換熱量，從而降低余熱回收裝置的出口煙氣溫度。

但在調(diào)整運(yùn)行時(shí)，必須保證下降管介質(zhì)溫度高于105℃。

5.3 吹灰器改造

對(duì)余熱回收裝置的吹灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后一臺(tái)激波吹灰裝置帶一組吹掃管道，共配置四臺(tái)激波吹灰裝置。發(fā)生器單點(diǎn)一個(gè)工作組，吹灰時(shí)混合氣充氣量可控性更強(qiáng)，保證此吹灰點(diǎn)的吹灰力度，提高點(diǎn)火成功率。發(fā)生器單點(diǎn)一個(gè)工作組，從發(fā)生器出口經(jīng)過火焰導(dǎo)管到分配器形成一個(gè)“死胡同”，可最大限度的減少煙氣的倒流、發(fā)生器及管路的堵灰、腐蝕現(xiàn)象。

6 結(jié)語

以某135MW 循環(huán)流化床鍋爐低溫省煤器為例，介紹了低溫省煤器系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)概況，并對(duì)低溫省煤器出口煙溫偏高原因進(jìn)行了分析，為低溫省煤器的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供指導(dǎo)依據(jù)。結(jié)論如下：

(1)通過燃燒調(diào)整及優(yōu)化，調(diào)整爐內(nèi)換熱面及尾部省煤器、空預(yù)器等的換熱情況，降低空預(yù)器出口煙氣溫度；

(2)通過調(diào)整凝結(jié)水進(jìn)口水溫及流量，增大相變換熱汽包內(nèi)的換熱量，從而降低余熱回收裝置的出口煙氣溫度；

(3)對(duì)余熱回收裝置的吹灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后一臺(tái)激波吹灰裝置帶一組吹掃管道，共配置四臺(tái)激波吹灰裝置。以增大吹灰系統(tǒng)脈沖激波的壓頭及流量，提高吹灰效率，提高換熱器的換熱效率。