7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统节能改造

□ 徐小锋　内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司

7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统节能改造

□ 徐小锋内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司

本文从胜利东二号露天煤矿供暖用7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却系统的构造和设计原理入手，针对锅炉在运行时所存在的水资源消耗、锅炉能效、热损等问题，全面阐述了7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统改造所具有的实际意义及改造后的运行效果。

关健词：热水锅炉；冷却水；热损；改造

1. 7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统概况

胜利东二号露天煤矿7MW循环流化床热水锅炉为内漩涡分离循环流化床锅炉，运行时炉膛下部密相区沸腾段的正常温度可达到750℃至800℃，由于炉门正对密相区中心位置，锅炉运行时炉门温度与密相区温度近似，为延长高温环境下炉门的使用寿命，该炉型炉门采用水冷设计，在锅炉运行时要求有冷却水持续通过炉门水套对炉门整体进行冷却，以防止炉门烧蚀和变形。因此，在每次启炉前需要人工将炉门冷却水逐台投入，并调整好控制阀开度，保证出水量在合适的范围内（量小可能产生汽化，量大则造成水资源的更大浪费），由于频繁的开启和调整，控制阀门经常出现故障或损坏，无形中还增加了材料的消耗和检修工时。炉门冷却系统供水水源从矿区生活给水管网接入（管网水压为0.4Mpa），在采暖期内炉门冷却系统每天的耗水量为33立方米左右。炉门冷却系统在锅炉运行时投入，具有一定压力的冷却水在流经炉门水套后直接排入矿区污水管网， 造成大量水资源的浪费。

2. 7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统改造目的及原理

2.1系统改造的目的

通过改造降低自来水消耗，减少水资源的浪费和锅炉热能的损失，提高锅炉运行的安全和稳定性，具有节能减排的实际意义。

2.2改造原理

炉门冷却系统原设计使用矿区自来水为供水水源，炉门下方为冷却水的接入端，冷却水自下而上流经整个炉门后由冷却水出口端炉门上方流出炉门水套，通过受水漏斗排入矿区污水系统，该设计存在几点问题：（1）水资源的浪费，冷却用水在流经炉门水套后除了水温有所升高外（达到40℃左右），水的品质没有任何改变，完全可以再用于生产和生活。（2）锅炉热损失，冷却水流经炉门水套，吸收炉膛燃烧所产生的大量热能后，排入矿区污水系统，造成大量热能损失。（3）锅炉运行的稳定性，由于炉门冷却水源接至矿区生活水供水系统，当生活供水系统发生故障停水时，炉门冷却水无法投入，因此，锅炉也无法启动。（4）材料配件和工时消耗，原设计炉门冷却水系统，在每次锅炉运行前需要人工启动，并调整好阀门开度，将水量控制在合适的范围内，在保证水不被汽化的情况下，尽可能的控制水流量，以减少不必要的消耗和浪费，由于频繁的启动和调整，导致控制阀门使用周期短经常损坏，需要经常维修和更换，这样又增加了材料配件和工时消耗。

炉门冷却水系统原设计构造详见下图：本次改造将炉门冷却水进水管和锅炉的主回水管路并接，将炉门冷却水出口管和锅炉主供水管路并接，在并接出口侧加炉门冷却水控制总阀，以便在故障时停水检修，经并接后冷却水系统整体形成闭合水循环系统，炉门冷却系统中的冷却水依靠锅炉供回水管路的压差构成水循环，不断循环于系统中，不但对炉门起到了冷却作用，且流经炉门的冷却水在冷却炉门的同时，自身也吸收炉膛的热量，温度提高后的冷却水重新进入供暖水循环系统，有效提高了锅炉热能的利用率，减少了锅炉热能的损失。本次改造只需将原系统进出水管路和锅炉主供回水管路进行并接，并在管路中的相应位置加设阀门，即可实现原系统和新改造系统互为备用状态，在新系统出现问题时需要检修时，可以通过控制相应的阀门将系统切换到原设计系统，当新改造系统恢复后，通过调整相应的阀门即可切换到新系统状态，改造后系统见下图。

如上图所示，关闭阀门1和阀门3，打开阀门2、阀门4、阀门5、阀门6即可实现新改造系统运行状态；当新改造系统管路出现故障时关闭阀门2、阀门4、阀门5、阀门6，打开阀门1和阀门3即可实现原设计系统运行状态，以方便改造系统的检修，本次改造在不删除原设计系统的基础上，实现新改造系统的运行状态，在系统结构上实现了双系统互为备用的功能，新冷却水系统改造完成后，将各控制阀一次性打开，利用采暖系统水源长期持续在系统中循环，不随锅炉的启停而启停，不需要人工频繁启停冷却水系统，加之系统管路中循环的是高品质的软化水，系统管路及阀门的使用周期大大提高，材料配件和检修工时也相对降低，提高了设备的可用率，有效降低了锅炉运行的能耗。

3.改造的经济性分析

3.1炉门冷却系统按原设计运行消耗费用分析

工业场地锅炉房现有7MW供暖用热水锅炉5台，单台供暖锅炉炉门冷却水消耗量为6.6立方米/每天。锡市自来水价格为3.7元/立方米，工业场地锅炉房7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统每年所消耗水的费用是：6.6立方米/天×5台×3.7元/立方米×2 1 0天=25641元/年。

3.2改造后可以节约的费用

按原设计运行炉门冷却系统每年自来水消耗的费用是：25641元/年，改造后系统并入供暖系统，由供暖系统循环水源对炉门进行冷却，系统自身无消耗，系统改造完成后，新系统投入后故障率较以前大大降低，材料配件消耗也相应减少，因此每年可节省的费用为：（1）材料配件消耗：500元/年；（2）水费：25641元/年；（3）检修工时费：400元/年.改造后可以节约的费用合计：27441元/年。

4. 7MW循环流化床热水锅炉炉门冷却水系统改造后运行情况

本次系统改造于2015年9月份完成，2015年10月1日新改造系统正式投入运行，经过采暖期的运行和观察，系统运行情况良好，不但简化了启炉程序和人员操作强度，还大大降低了检修工时和材料消耗，并有效的减少了水资源和热能的浪费，实现了节能减排工作的实效性。

徐小锋（1986-）。男，内蒙古锡林浩特人，大学学历，工程师，从事工作：煤矿暖通技术管理。