600 MW锅炉受热面技术改造

600MW锅炉受热面技术改造苏利红,王兴(山西大学工程学院,太原030013的热力核算结果,对锅炉尾部烟道中低温过热器、低温再热器和省

600MW锅炉受热面技术改造苏利红,王兴(山西大学工程学院,太原030013的热力核算结果,对锅炉尾部烟道中低温过热器、低温再热器和省煤器受热面积进行了从头分配,使改造后的锅炉在运转中可选用较抱负的汽温调理方法,然后到达了削减减温水量的意图,进步了锅炉运转的经济性和安全性.

维持稳定的汽温是确保锅炉安全和经济运转所有必要的.汽温过高会使金属许用应力下降,影响机组的安全运转,汽温下降则会影响机组的循环热效率.据核算,过热器在超温10―20°C下长时间运转,其寿数会缩短50%以上;而汽温每下降10C,会使循环热效率相应下降0.5%.运转中一般规定汽温违背额定值的波动不能超过-10―+5C.因而,要求锅炉设置牢靠的调温手法,以批改运转要素对汽温波动的影响1.汽温的调理方法可以归结为两大类:蒸汽侧调理和烟气侧调理.所谓蒸汽侧调理是指经过改动蒸汽的热焓来调理汽温,如:向过热器和再热器中经过喷水减温器喷水,下降蒸汽的热焓,以到达调理汽温的意图.烟气侧调理是经过改动锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法来调理过热蒸汽温度和再热蒸汽温度,如:调理燃烧器倾角、选用烟气再循环、调理烟气挡板、改动炉膛出口过量空气系数等等2气喷水减温虽然具有方法简略、见效快、调温起伏大和运转牢靠等长处,可是,从火电厂热力体系经济运转的视点来看,喷水减温的运用将形成机组在安全性和经济性方面不同程度的下降.对机组安全性的影响表现为锅炉受热面金属资料运用寿数下降、一起成为形成金属资料发生严重缺点的潜在危险.对机组经济性的影响首要表现为再热器和过热器减温水的添加直接导致了机组供电煤耗的增大.关于亚临界压力发电机组,再热器喷水相当于1台亚临界压力机组附带1台流量等于喷水量的中压机组,因而再热器喷水将引起发电机组煤耗的添加.关于600MW机组,当喷水量为60讣时,煤耗约添加2.05g/kWh4.因而运转中应选择应用恰当的汽温调理方法,不能彻底依靠喷水减温调理过热蒸汽汽温和再热蒸汽汽温.

1改造前锅炉受热面概略宁夏某电厂装置两台东方锅炉厂生产的亚临界天然循环锅炉,别离于2009年3月和4月投产运转.锅炉的尾部分为两个独立的烟道,前侧烟道内自上而下安置有三组低温再热器和一组省煤器;后侧烟道安置三组低温过热器和组省煤器.低温再热器侧和低温过热器侧烟道的横截面积别离占总烟道面积的39.2%和60.8%. 1.1过热器体系过热器体系由顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和高温过热器组成.从锅筒顶部引出的饱满蒸汽经饱满蒸汽引出管进入顶棚进口集箱.在顶棚进口集箱,为削减蒸汽侧阻力,蒸汽分两路引出:路蒸汽由蒸汽旁路管直接引入后竖井中隔墙上集箱,另路蒸汽进入顶棚过热器.蒸汽经顶棚过热器加热后进入顶棚出口集箱.从顶棚出口集箱出来的蒸汽又分两路进入后竖井包墙下部环形集箱:路经后竖井前包墙进入后竖井包墙下部环形集箱;另路经后竖井的顶包墙、后包墙进入后竖井包墙下部环形集箱.两路蒸汽集合后沿后竖井两侧墙向上进入后竖井侧墙上集箱,再经过包墙衔接收进入后竖井中隔墙集箱.两路蒸汽集合后经往后竖井中隔墙向下进入低温过热器的进口集箱.后竖井中隔墙将后竖井隔成前、后两个烟道,后烟道安置低温过热器受热面.低温过热器分为水平段和笔直段.水平段顺列逆流安置,共分成三个管组,每组间留有必定的检修空间.过热蒸汽由低过出口集箱经左右两侧的两个过热器级减温器进口衔接收、左右两个过热器级减温器、左右两个过热器级减温器出口衔接收进入前后两个屏过进口分配集箱,再由屏过进口衔接收引入屏过进口集箱,过热蒸汽经屏式过热器加热后进入屏过出口集箱,再由屏过出口衔接收别离进入前后两个屏过出口聚集集箱.屏式过热器位于炉膛的上方,为全辐射式受热面.

二级减温器安置在屏式过热器出口集箱至高温过热器进口集箱的衔接收上,共两只.高温过热器悬吊在炉膛折焰角上方,顺列顺流安置.

1.2再热器体系再热器体系按蒸汽流程顺次分为低温再热器和高温再热器.从汽轮机高压缸排汽口来的蒸汽从左右两侧经左右两个低再进口安全阀管段、左右两根低再进口导管进入位于低再进口集箱,然后进入低温再热器蛇形管.低温再热器位于后竖井的前烟道内,分为水平段和笔直段.水平段顺列逆流安置,共分成三个管组,每组间留有定的检修空间.水在低温再热器进入前转向室时,每两排管子合并成排,形成出口笔直段.蒸汽流经低温再热器后,直接进入高温再热器,经高温再热器加热后进入高再出口集箱,最后由左、右侧的高再出口导管经高再出口安全阀管段分左、右侧两路引出.高温再热器安置在水平烟道内顺列逆流安置.

1.3锅炉原设计的汽温调理方法过热器体系设有两级喷水减温器,用来调理过热蒸汽温度.一级减温器安置在低温过热器出口集箱至屏式过热器进口集箱的衔接收上,共两只,锅炉设计BMCR工况过热器一级减温水量49.40t/h.二级减温器安置在屏式过热器出口集箱至高温过热器进口集箱的衔接收上,共两只,锅炉设计BMCR工况过热器二级减温水量在32.93t/h.锅炉设计BMCR工况减温水量共计82.33t/h.调温起伏经过调理喷水量加以操控.一级减温器在运转中作汽温的粗调理,是过热汽温的首要调理手法,并对屏式过热器起保护效果,一起也可调理低过左右侧的蒸汽温度误差,二级减温器作为调理过热蒸汽左、右侧的汽温误差和汽温微调用,以确保蒸汽出口温度.

再热汽温调理首要选用挡板调温方法,经过操纵尾部烟道内的过热器侧和再热器侧烟气调理挡板,运用烟气流量和再热蒸汽出口温度的比例关系来调理挡板开度,然后操控流经再热器侧和过热器侧的烟气量,到达调理再热汽温的意图.

流经再热器侧的烟气量比例随锅炉负荷的下降而添加,在必定的负荷范围内维持再热汽温为额定值.再热蒸汽的进口管道上,还设置了两只再热器事端喷水减温器用于操控紧迫状态下的再热汽温,再热器事端喷水减温器也选用多孔喷管式.别的,在低负荷时还可以恰当增大炉膛进风量,作为再热蒸汽汽温调理的辅助手法.

2改造前锅炉运转状况该电厂锅炉在实践运转中由于煤种特性的变化及锅炉本体结构设计对煤种适应性低等要素的限制未能选用锅炉原设计的汽温调理方法进行调理.尾部烟道低温再热器侧的调温挡板设计上是用来调整再热汽温的,而实践运转中根本全开,一起还关小低温过热器侧的烟气挡板,然后导致再热汽温选用的汽温调理方法变为以蒸汽侧调理为主,这种运转方法加重了低温再热器事端减温水的投入量,形成了一种恶性循环.这种采取非正常调理方法来避免过热器、再热器金属壁温超温报警的突出问题是再热器和过热器的减温水量严重超支,过多的减温水量影响锅炉实践运转的安全性和经济性.该电厂锅炉600MW设计负荷下的过热器减温水量约80t/h,而实践运转负荷在600MW的减温水量就已到达设计值的3倍左右.

再热汽温是经过再热侧烟气调温挡板来调理的,减温水量设计为零,实践上400MW负荷以上时再热器投入约100t/h的减温水.

为此,原锅炉结构已无法适应该电厂的实践运转状况,为了进步锅炉的安全性和经济性,有必要按实践状况对其进行热力核算和对锅炉受热面进行从头改造,然后确保这两台锅炉经济、高效和安全运转.

表1实践煤种煤质特性379工业剖析收到基全水分Mar/%12.7收到基灰份AarA22.35枯燥无灰基挥发分VdafA27.65空气枯燥基水分MadA4.49元素剖析收到基碳Car/%52.56收到基氢Har//2.68收到基氧Oar/%8.11收到基氮Nar//0.55收到基硫Sar//1.05表2低温再热器受热面结构数据受热面项目低温再热器管径x壁厚m63.5x6横向节距m115纵向节距m87.3安置型式5管圈环绕,顺列、逆流管排数量178表3低温过热器受热面结构数据受热面项目低温过热器管径x壁厚m57x7横向节距/im119纵向节距/mm79安置型式4管圈环绕,顺列、逆流管排数量178 3技改的改造思路和详细计划3.1改造思路本次技术改造首要思路是经过运用锅炉热力核算得到的核算结果对锅炉尾部受热面进行从头分配,然后到达下降再热器和过热器减温水量的意图.

3.2详细改造计划本次技术改造的热力核算依据实践煤种进行,实践煤种目标见表1.本次热力核算方法选用锅炉机组热力核算标准方,经过热力核算得知,低温再热器受热面和低温过热器受热面的面积均削减到原面积的1/3,低温再热器侧的省煤器面积需添加为原面积的1.12倍,低温过热器侧的省煤器面积需添加为原面积的2.79倍.根据以上核算结果,对尾部受热面进行了如下的改造计划设计.

将低温再热器的下组和中组撤除,撤除的管屏总计356排,低温再热器进口集箱举高并与上组低温再热器管排衔接.下面的省煤器管组位置不变,腾出的空间新加组膜式省煤器,膜式管组的下侧经过新加的过渡集箱(0 273x40与原省煤器管组的出口集箱经过吊挂管(051x10衔接,膜式管组上侧出口经过新加的过渡集箱0273x40与原吊挂管051x10衔接.新加的两个过渡集箱之间用耐热不锈钢管304作为吊管来衔接承重,其两端用铰接的方法衔接,避免了现场装置不能热处理的矛盾.改造后的低温再热器受热面首要结构数据见表2.低温过热器侧原有省煤器及其出口集箱保留不动,将低温过热器的中、下组撤除,撤除的管屏总计356屏.新加两组膜式省煤器,其进口、出口各加两个过渡集箱0273x40,集箱之间经过耐热合金资料的吊管衔接承重,膜式省煤器管屏也由吊管来托撑.膜式省煤器的进口与原省煤器出口集箱用057x11.5的吊管衔接,出口与原吊挂管(057x11.5衔接.低温过热器的进口集箱0273x45举高后与上组管排衔接,集箱下侧抛弃的中隔墙(063.5x8部分仍作为隔墙运用,其上侧用合金扁钢与进口集箱下侧的焊接件合金扁钢(50x8,12Cr1MV衔接;下侧与原烟道钢板用合金扁钢衔接.改造后的低温过热器受热面首要结构数据见表选用膜式省煤器首要是出于进步管组磨损寿数这方面进行考虑.从现在各地电厂的改造运转经验看是卓有成效的最佳选择,显出这种结构省煤器的优越功能.

低温再热器侧的膜式省煤器选用0 6.5碳钢管和5mm厚的Q235低碳钢膜片.低温过热器侧膜式省煤器选用051x7.5碳钢管和6mm厚的Q235低碳钢膜片.改造后新增的膜式省煤器结构数据见表4.表4膜式省煤器结构数据受热面项目低再侧的膜式省煤器低过侧膜式省煤器横向节距230230纵向节距57.560管径x壁厚/mm0 51x6.5051x7.5安置型式错列逆流错列逆流管材/膜片资料20G/Q23520G/Q235膜片厚度m56管排数量/排1782x178低再热器入P联箱改造前设计结构改造前后锅炉尾部受热面结构别离见下面图i和.

经过对锅炉受热面的改造,现在锅炉根本适应了运用的实践煤种,锅炉运转状态良好,而且经过此次改造到达了可选用较抱负的汽温调理方法得意图.经过受热面改造后,锅炉的过热汽温首要选用喷水减温调温方法,再热汽温调理首要选用挡板调温方法,减温水量显着削减.技术改造后机组额定负荷时可下降约200th过热减温水量和约80t/h再热减温水量.本次技术改造不足之处是锅炉排烟温度比改造前略有上升约5°C左右.但总体来看,锅炉运转的安全性和经济性显着进步.http://hnsiweiguolu.com