4号炉省煤器改造方案.doc

南屯电力分公司4#锅炉省煤器改造方案一、简介南屯电力分公司4#锅炉为哈尔滨锅炉有限公司生产的HG 220 / 9.8 L. MN. 17型高压、单锅筒、自然循环蒸汽锅炉，采用循环流化床燃烧方式，高温分离。4#炉设计排烟温度为142。随着运行时间延长，燃料变更较大，排烟温度逐渐升高，2012年统计分析，4#炉排烟温度均值在185。省煤器原设计为光管省煤器，布置在尾部对流烟道内，呈逆流、水平、顺列布置。为检修方便，省煤器的蛇形管分成三个管组。省煤器蛇形管由32×4，材料20G管子组成，蛇形管为2绕，横向节距为75mm,共99排。省煤器的给水由入口联箱（273×26）左端引入，经省煤器受热面逆流而上，进入二根219×25mm省煤器中间联箱，然后通过二排共74根吊挂管引至省煤器上联箱（219×25mm），再从通过二根159×12mm连接管引至汽包后侧，最后通过8根76×6mm管子引入汽包。省煤器吊挂管直径为42×6mm，材质为20G。省煤器蛇形管用支撑架吊在省煤器中间联箱上，然后通过吊挂管和炉顶装置吊在顶板上。在省煤器每层管组两侧墙相应位置，对称布置4只固定回转式吹灰器。型号：D92；生产厂家：上海克莱德贝尔格曼有限公司；旋转角度：340°；吹灰介质蒸汽；吹灰压力：0.8-1.5Mpa；吹灰温度：350。省煤器结构图二、存在的主要问题1、光管省煤器寿命一般为6-8年。4#锅炉已运行10年时间，每组省煤器第一排管子均磨损严重，部分管道在检修时已进行补焊，已到更换周期。2、随着南屯电力分公司燃用煤泥量的增加，造成锅炉尾部烟道积灰加速，对流换热效率降低，尾部排烟温度升高。从烟温对照表来看，省煤器换热效果明显低于设计值。烟温对照表烟气温度设计值温差运行值温差炉膛出口893891SHIII入口84251855.435.6SHIII出口729113737.5117.9SHI出口427302432305.5省煤器出口251176306.6126空气预热器出口134117185121.6根据哈尔滨锅炉有限公司提供的数据，220t/h CFB锅炉排烟温度每提高26，锅炉效率将降低1。由于排烟温度的升高，高比例掺烧煤泥的经济效益被大打折扣。三、改造方案经调研及对光管省煤器、螺旋翅片省煤器、膜式省煤器、H型省煤器进行比较，最终确定采用H型省煤器。H型省煤器具有以下优点：1、顺列布置，具有优异的防磨性能。 H型鳍片管省煤器采用顺列布置，H型鳍片把空间分成若干小的区域，对气流有均流作用。在H型省煤器所形成若干个小的气流通道内，气流在中心流速快于边缘，粒子流沿通道中心流动，从而减轻了粒子对管壁的冲刷。由于H型省煤器是将每两组光管与H型钢片组合后牢固焊接，增强其刚性，与光管省煤器相比，在炉膛气流的作用下不易变形，同时其结构特征使其更耐粒子冲刷，因此寿命比光管省煤器更长。与采用错列布置的光管省煤器、螺旋肋片省煤器、纵向鳍片省煤器相比，在其它条件相同情况下，寿命高34倍。2、H型鳍片管间隙精确的顺列布置，可减少积灰。积灰形成发生在管子背向面和迎风面。管子错列布置容易冲刷管子，背面积灰较少。对于顺列布置管子，由于气流不容易冲刷管子背面，就管子而言顺列布置积灰比错列多。H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧，而气流笔直地流动，气流方向不改变，鳍片不易积灰。H型鳍片中间留有410间隙，可引导气流吹扫管子鳍片积灰。3、减少烟气侧阻力。H型省煤器排管组排列后鳍片呈顺向布置，每组排管鳍片间的安装公差小于±1mm，可保证烟气在顺鳍片方向顺利通过，减小阻力，这样，与光管形式的省煤器烟气流量基本相当，可以不必改变引风机的流量，降低引风机运行和投资成本。4、减少焊口，提高可靠性。H型省煤器由于采用鳍片式设计，扩展了散热面积，采用闪光电阻焊工艺方法，其焊接后焊缝熔合率高，具有良好的热传导性能，可取得省煤器管道内水温温升迅速并且增温幅度高的效果，与增加同等散热面积的其它形式省煤器相比，H型省煤器的焊口最小，这样，既能降低加工难度和加工成本，且焊缝抗拉强度大，也可将由于焊接所可能造成的相关不确定性危害降到最低。由于采用了H省煤器，省煤器节距和管径有所变化，所以原来的省煤器管束、省煤器集箱、省煤器防磨装置，均不能再利用。改造范围包括原省煤器、省煤器进出口3个集箱的拆除和新省煤器及集箱的安装，预计安装工地对接焊口为：900个左右。省煤器管子规格蛇形管38x4.5, 材料20G。 计算结构数据如下：项目单位数据烟道宽度mm7500烟道深度mm4240管子外径mm38管子壁厚mm4.5横向排数-86纵向排数-40横向节距mm85纵向节距mm92有效长度mm3600绕数根2管子材料-20G总受热面积m25747热力计算结果如下：工质流量kg/s61.11工质进口温度215工质出口温度271.62进口压力MPa11.03工质出口压力 Mpa(g)11.02烟气量kg/s77.17进口烟气温度430出口烟气烟温243省煤器工质流速m/s0.66省煤器烟气速度m/s9.14省煤器工质阻力 MPa0.019省煤器烟气阻力pa272.3省煤器改造示意图四、经济性分析省煤器系统改造后，在满负荷下，锅炉排烟温度从目前185降低至145，锅炉热效率提高1.91%左右，相当于节约煤715kg/h，折合标煤715x4523/7000=462kg/h。计算结果见下表：排烟温度符号单位185145差值排烟热损失q2%6.99 5.07 1.91 气体不完全燃烧损失q3%0.00 0.00 0.00 固体不完全燃烧损失q4%3.84 3.84 0.00 散热损失q5%0.50 0.50 0.00 灰渣物理热损失q6%0.39 0.39 0.00 锅炉热效率%88.28 90.19 -1.91 燃料消耗量Bkg/h33747.93 33032.42 715.52 计算燃料消耗量Bjkg/h32450.73 31762.71 688.01 按年运行5000小时计算：年节约标煤：0.462×5000=2310吨。2012年，混煤价格：503元/吨；煤泥价格：150元/吨。均为含税价。混煤平均低位发热量：17.28MJ/kg，煤泥平均低位发热量：16.6MJ/Kg。煤泥掺烧比例按60%核算B煤（标）= 29.308/17.28=1.696 B煤泥（标）=29.308 / 16.6=1.7661=0.4 2=0.6折算标煤价格：A= 1.696×0.4×503+ 1.766×0.6×150=500.1752（元/吨）年节约成本：500.1752×2310=115.54万元。本次省煤器改造预计资金约420万元，4年内可回收成本。