H型翅片式省煤器在410t/h锅炉上的应用

摘 要：文章主要论述了某电厂#4锅炉将原光管式顺列布置省煤器改造为H型翅片式错列布置省煤器的改造原因及改造后效果。通过文章的分析，希望可以对相关工作提供参考。

关键词：省煤器；改造；原因；效果

引言

电站锅炉普遍采用的是光管省煤器。近年来受煤种限制，电厂燃料发热量降低、灰份偏高，再加上光管省煤器结构缺陷，在运行中普遍存在排烟温度偏高、堵灰积灰严重，致使省煤器磨损严重的现象。经锅炉实际运行证明，采用H型翅片式省煤器是解决上述问题的最佳途径之一。

1 设备概况

某电厂WGZ410/9.8-18型锅炉省煤器安装在尾部竖井中，分两级布置。两级间进行一次前后交叉，工质自下而上流动。一二级省煤器在烟道宽度上分成左、右对称两部分，给水自左右两侧引入一级省煤器进口集箱，经4组（每组33排，横向节距140mm）Ф32×4mm蛇形管逆流向上，分别引入四只下级省煤器出口集箱，再由8根Ф108×8mm的管子从炉外交叉引入上级省煤器的左、右两只进口集箱，经四组错列布置（每组79排，横向节距150mm）的Ф32×4mm蛇形管逆流，分别引入二级省煤器出口集箱，最后经两根Ф219×16mm的管子引到汽包。为减轻飞灰磨损和烟气侧阻力，额定负荷时省煤器处烟速≯7.0m/s，并在各级省煤器烟气进出口处的四排省煤器管及各排管子弯头处装有防磨装置。

2 改造原因

2.1 入炉燃煤灰分远远大于设计值，导致飞灰浓度增大、烟气量增加、烟气流速提高，使省煤器穿墙管的迎流面下第一、二、三、四根管均形成较大磨损。二级省煤器磨损泄漏现象严重，严重危及锅炉的安全运行。

2.2 因磨损导致省煤器爆管泄漏对个别管排进行封堵，使省煤器受热面积减少，导致排烟温度高于设计值约30℃。

2.3 配合脱硝改造工程优化二级省煤器，并二级省煤器抬高约1m，在二级省煤器下方布置一层SCR脱硝装置。

3 H型省煤器技术特点

3.1 良好的防磨性能

磨损主要是灰粒对管子的冲击和切削作用，在管子周围与水平线成30°部位磨损最厉害，S1/d=S2/d=z时，此处磨损量为平均值的3倍；错列布置由于气流方向改变，第二排磨损最厉害，S1/d=S2/d=z时第二排是第一排磨损量的2倍，以后各排磨损量比第一排一般高30%-40%；顺列布置第一排与错列布置第一排相同，以后各排由于气流冲击不到管子磨损较轻。在其他条件相同情况下，顺列管束的最大磨损量比错列管束少3-4倍；管子磨损速度与烟气速度不均系数KV4.33成正比，与飞灰浓度不均系数Ku成正比。

3.2 减少积灰

H型翅片具有良好不积灰的翅片间距，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。由于翅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，翅片不易积灰；H型翅片中间留有4-10mm间隙，可引导气流吹扫管子翅片积灰。纵向翅片管由于翅片焊在积灰迎风面和背面，由于气流沿翅片流动，气流到管子处改变方向形成漩涡。部分区域易形成积灰。H型翅片由于两边形成笔直通道，可取得最好的吹灰效果。

3.3 降低排烟温度

H型翅片管省煤器的扩展受热面可以根据需要进行灵活设计，在有效的锅炉空间可以设计更多的受热面，进而更大幅的降低排烟温度；或者在一定的排烟温降的前提下，将省煤器设计更紧凑。

4 改造方案

省煤器更換为双H型省煤器，原二级省煤器拆除，新双H型省煤器分为左右2组顺列布置，每组44排，横向节距136mm、纵向节距120mm，基管规格Ф42×4.5mm、管材20G。二级省煤器第一排为光管，其余管排为双H型，H型翅片齿高21mm、齿距18mm、齿厚2mm。防磨措施为第一排光管加防磨瓦，弯头加密封盒隔离、布置在墙外。省煤器出口联箱规格Ф219×22mm，一级省煤器与二级省煤器交叉联络管规格Ф108×8mm。

5 改造技术要求

5.1 省煤器由光管式省煤器整体更换为H翅片省煤器，改造后需保证二级省煤器出口烟温度低于400℃，并确保省煤器出口工质温度不会对锅炉运行产生任何不利的影响。

5.2 省煤器在运行中不振动，省煤器设计需考虑防磨问题，并采取有效措施，解决靠炉墙处局部磨损问题，支吊形式与原设计保持一致。

5.3 管材采用全新无缝钢管，基材为φ42×4.5，材质为GB5310 20G。

5.4 弯头和直管对接焊口采用全氩弧焊，100%无损探伤。

5.5 省煤器管排制作完后100%通球检验，通球直径为管子内径的85%。

5.6 省煤器管排制作完后按相关规定进行常规超水压试验。

5.7 省煤器管材100%涡流探伤合格，焊缝进行100%射线探伤，所有管材和焊缝全部检验合格。

5.8 省煤器防磨板使用寿命大于50000小时。

5.9 现场焊口进行100%无损探伤，水压试验无变形和渗漏。

5.10 乙方需对原有二级省煤器支撑空心梁进行重新设计、制作。

5.11 改造后省煤器系统阻力增加小于100Pa。

5.12 省煤器的改造设计数据应能够同时满足锅炉MCR工况及108%MCR的两种工况，且确保省煤器介质出口温度不发生沸腾。

6 改造后效果

改造投运后，取得了较好的效果，锅炉效率、排烟温度等各项指标均达到设计要求，磨损情况明显改善。改造前排烟温度平均值185℃，改造后排烟温度平均值155℃。改造后，平均烟速从10.2m/s降至8.2m/s，管子磨损速率明显下降。改善了尾部受热面烟温的分布，二级省煤器出口给水温度升至295℃，达到设计要求。

7 结束语

（1）改造方案可行，运行性能达到设计预期值，省煤器的磨损减轻。（2）选用H型翅片省煤器扩展了换热面积，排烟温度降低明显。（3）在相同受热面的条件下，省煤器在烟道内的体积大大减少，扩大了检修空间。综上所述，#4锅炉省煤器改造后主要运行参数均满足改造技术协议要求，且未引起其他受热面超温等异常情况，达到了改造前预定的目的。

作者简介：刘志敏（1984-），男，内蒙古包头人，助理工程师，从事火电厂锅炉节能与运行管理工作。