旋转式暖风器在300MW锅炉中的应用

王元雷

(华电章丘发电有限公司，山东 济南 250216)

旋转式暖风器在300MW锅炉中的应用

王元雷

(华电章丘发电有限公司，山东 济南 250216)

暖风器是燃煤电厂避免锅炉尾部空气预热器受热面低温腐蚀和堵灰的必备辅助设备。分析了原暖风器存在的问题，介绍了新型旋转式暖风器的特点，结合其在4号锅炉投运后的运行状况，指出该旋转式暖风器具有运行安全可靠、节能效果突出的优点。

暖风器；堵灰；旋转式；节能

0 概述

某发电厂4号机组为300 MW亚临界机组，配套上海锅炉厂1 025 t/h汽包锅炉，设计煤种为烟煤。锅炉原配有汉口电力设备厂制造的立式暖风器(技术参数见表1)，安装在送风机出口的水平风道内，风道截面尺寸为3 820 mm×4 200 mm，暖风器厚度504 mm。一次风系统未设暖风器。

表1 原暖风器技术参数

1 原暖风器主要存在问题

1.1 频繁泄漏

由于原暖风器自身设计原因，在结构上不能吸收热膨胀，管排间热膨胀引起焊缝开裂，引发泄漏事故。暖风器在投运期间经常发生泄漏事故，严重影响了暖风器的正常投运，导致暖风器的投运率较低，造成空预器的低温腐蚀和严重积灰。现场情况如图1所示。

图1 空预器本体严重腐蚀

1.2 过度耗电

暖风器年运行时间只有120天左右，但在其停用期间，锅炉送风仍然要通过暖风器，耗费了大量的电能。

1.3 严重堵灰

原暖风器发生堵灰的原因在于暖风器螺旋肋片管布置相对较密，设计风速太低，空气中的灰尘自然粘附、堆积形成堵塞，如图2所示。设计暖风器通风阻力为350 Pa，但实际运行中暖风器出入口压差达到了600 Pa。暖风器堵塞后无法进行在线清洗，只能侍机组停运后处理，这不仅使风机电耗大幅上涨，而且导致炉膛送风不足，甚至被迫降负荷运行，造成经济损失。

图2 原暖风器堵灰

2 旋转式暖风器特性

该发电厂针对原暖风器存在的问题，经过充分调研，结合兄弟电厂暖风器的运行情况，最终选用山东鸿奥电力科技有限公司设计制造的旋转式暖风器(具体技术参数见表2)，并将其应用于4号锅炉。此种暖风器具有可旋性、低阻力、不泄漏和不堵灰等特点。

表2 旋转式暖风器技术参数

2.1 可旋性

旋转式暖风器在运行期间，其传热面可与二次风保持垂直状态；停用时，可将各管箱旋转90°，使风道基本成为空风道，空气流动阻力接近于0，从而彻底解决暖风器流阻过大影响厂用电的问题。此外，减小压降还可在高负荷时避免风机的失速、抢风。暖风器投运时的设计风阻小于300 Pa(BMCR工况)，暖风器停运时的风阻小于25 Pa。

图3、图4为旋转式暖风器投运、非投运状态。为提高旋转机构的可靠性，每侧风道内的暖风器分成若干个管组，各管组的管芯与管壳为滑动连接，可分别旋转。这种设计可以大大减小管箱的旋转扭矩，增强旋转的可靠性和灵活性。

图3 旋转式暖风器投运状态

图4 旋转式暖风器非投运状态

2.2 低阻力

旋转式暖风器采用较大的横向节距、纵向节距以及翅片间距，形成稀疏管束结构。这样可基本上解决管束堵灰及阻塞杂物的问题，从而消除暖风器运行期间阻力迅速增大、消耗风机电能的现象。

采用稀疏管束后，可能会使受热面的空间密度减小。为补偿由此带来的传热面积的削减，传热元件采用强化型钢-铝嵌入式翅片管，可使单位空间的传热面密度提高1.25倍以上。

2.3 不泄漏和不堵灰

当暖风器在使用期间进行翻转时，可将沾污的管束迎风面变成背风面，利用高速空气的动能，实现管束沾污、积灰的自动清除。旋转式暖风器设计有3重专门的热膨胀吸收结构，可避免由于各传热管道之间、管道与集箱之间、集箱与壳体之间热胀不均造成的焊缝开裂和泄漏等问题。

3 改造效果

旋转式暖风器在4号炉投运后，经过1个冬季的运行，未发生汽水泄漏、暖风器堵塞问题，能保证系统长期持续运行。当冬季夜间环境温度为-10 ℃时，暖风器出口温度可提升至30 ℃以上，温升达40 K，远超过暖风机设计25 K的温升，有效避免了空预器的冷端腐蚀及积灰现象。

旋转式暖风器投用后，满负荷情况下的风道阻力实测约200 Pa；退出后，暖风器增大了风道阻力，其值小于75 Pa。根据公式：送风机有效功率(kW)=风机进口流量(m3/s)×风机全压(kPa)，按暖风器改造后风阻降低600 Pa计算，2台送风机功率节省120×0.6×2=144 kW。全年按8个月暖风器不投运计算，可节电5 760×144=82.9万kWh；按上网电价0.42元/kWh计算，年可节约费用34.8万元，即改造投资134万元，约4年收回投资。

4 结论

旋转式暖风器在该电厂4号锅炉投运后，解决了原暖风器堵灰严重、系统风阻大、耗电量大及频繁泄漏等一系列问题。旋转式暖风器降低了送风机的电耗，保证风烟系统的经济稳定运行。此外，系统改造后持续投运，未因暖风器泄漏发生退出情况，避免了空预器的低温腐蚀及积灰等一系列问题。鉴于旋转式暖风器的以上特点，该改造技术可在国内发电厂推广应用。

2016-09-11。

王元雷(1982-)，男，工程师，主要从事火电厂集控运行工作，email：enemyoo@126.com。