張家口熱電公司鍋爐墻式輻射再熱器改造

1、中國大唐集團(tuán)公司HG-1025/17.5-YM33型鍋爐墻式輻射再熱器技術(shù)改造河北大唐國際張家口熱電有限責(zé)任公司內(nèi)容摘要：張家口熱電公司兩臺(tái)機(jī)組投運(yùn)以來，由于燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種差異較大，燃煤發(fā)熱量降低，使相應(yīng)負(fù)荷下的燃料量增加，燃煤灰分增加，引起煙氣量增加，致使兩臺(tái)機(jī)組在低負(fù)荷150MW工況下運(yùn)行時(shí)再熱汽溫偏低（510），未達(dá)到設(shè)計(jì)值，后屏過熱器金屬壁溫超溫（瞬時(shí)最高溫度達(dá)610）和過熱器減溫水用量超標(biāo)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全性及經(jīng)濟(jì)性。#2爐墻式輻射再熱器的改造在提高再熱汽溫，改善機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的工作中創(chuàng)立了一個(gè)良好的開端，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為同類型機(jī)組的技術(shù)改造提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)。Zhangjiak

2、ou Power Company two units put into operation since, due to burning coal and the design coal is difference, coal low heating value, the corresponding increase in the amount of the fuel under load, coal fired ash increases, cause the flue gas quantity increases, resulting in two units in the low load

3、 150MW condition low reheat steam temperature (510 degrees C ). Did not reach the design value, the rear platen superheater wall temperature metal Wen Chao ( instantaneous maximum temperature reaches 610 DEG C ) and Superheater desuperheating water amount exceeds the standard, seriously affecting th

4、e unit safety and economy.# 2 furnace wall type radiant reheater improvement in raising the reheated steam temperature, improve the economy of the unit s work in the creation of a good start, and accumulated valuable experience for the same type unit technical reform experience.關(guān)鍵詞：技術(shù)改造 墻式輻射再熱器 安全性

5、經(jīng)濟(jì)性 1 設(shè)備概況張家口熱電鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1025/17.5-YM33型鍋爐，亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒方式，設(shè)計(jì)燃料為河北蔚縣煙煤。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷(即BMCR工況)為設(shè)計(jì)參數(shù)，在機(jī)組電負(fù)荷為333.383MW時(shí)鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025t/h；機(jī)組電負(fù)荷為300MW(TRL工況)時(shí)鍋爐的額定蒸發(fā)量為960t/h。表一：額定工況 (TRL工況)的參數(shù)：項(xiàng) 目單位參數(shù)過熱蒸汽流量t/h960過熱蒸汽出口壓力MPa.g17.39過熱蒸汽出口溫度541再熱蒸汽流量t/h795.2再熱蒸汽進(jìn)口壓力MPa.g3.588再熱蒸汽出口壓力M

6、Pa.g3.420再熱蒸汽進(jìn)口溫度324再熱蒸汽出口溫度541給水溫度275.42 鍋爐存在問題鍋爐再熱器的吸熱量不足從而導(dǎo)致再熱蒸汽欠溫是鍋爐存在的一個(gè)突出問題；在運(yùn)行燃燒調(diào)整時(shí)，為提高再熱蒸汽溫度向上擺動(dòng)燃燒器噴嘴時(shí)還會(huì)發(fā)生后屏過熱器金屬壁溫超溫，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全性，由于后屏過熱器金屬壁溫的限制給燃燒調(diào)整工作帶來很大的局限性，保證后屏過熱器不超溫，則只有降低擺動(dòng)火嘴角度，在低負(fù)荷（150MW）情況下再熱蒸汽的欠溫可達(dá)30以上，同時(shí)低負(fù)荷時(shí)#1、2爐再熱蒸汽溫兩側(cè)偏差都大，最高可達(dá)30。過熱器的減溫水量大，也是影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)突出問題，#1、#2兩臺(tái)鍋爐實(shí)際的減溫水量分別高出設(shè)計(jì)值20

7、噸至37噸，增大了供電煤耗3克。表二：鍋爐改造前實(shí)際運(yùn)行參數(shù)摘錄序號(hào)項(xiàng) 目單位數(shù)值1數(shù)值2數(shù)值3數(shù)值41負(fù)荷MW156.7208.1250.62992主蒸汽流量h/t4866357839463給水流量h/t53067881910094汽包壓力MPa13.6215.9117.3518.285主蒸汽壓力MPa13.0615.116.2816.86主蒸汽出口溫度549.6/539.8平均：544.7541.6/535.9平均：538.8542.1/533平均:537.6542.4/535.3平均：5397再熱蒸汽出口溫度497.8/519.4平均：508.6520.5/536.1平均：528.352

8、2.9/545平均：534528/540. 6平均：534.38一減前蒸汽溫度423.9/410.2411.8/400.2409.9/402.9399.6/397.79一減后蒸汽溫度348.7/350.3359.2/387369.2/383383.8/394.410二減前蒸汽溫度547.1/524.7520.6/519.2510.5/508.7528.2/509.911二減后蒸汽溫度502.4/519516.1/518.9502.6/500.7503.5/505.612一級(jí)減溫水量h/t26.1/21.234.7/7.734.7/17.318.2/3.213二級(jí)減溫水量h/t8.3/1.91.

9、2/2.61.9/011.6/2.614減溫水總量h/t57.546.253.935.615燃料量h/t95116139.517616預(yù)熱器入口煙溫324.4/321.9335.7/332.8350.5/345.5356/352.417預(yù)熱器出口煙溫119/122.6124.4/130121.7/126121.3/130.518 后屏過熱器壁溫575570565530針對以上問題對鍋爐整體受熱面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了校核計(jì)算，發(fā)現(xiàn)墻式輻射再熱器的受熱面積偏少，為了彌補(bǔ)這一缺陷，通過技術(shù)改造即增加墻式輻射再熱器的換熱面積來實(shí)現(xiàn)，得出結(jié)論再熱器的換熱面偏少是不爭的事實(shí)。由此確定了增加再熱器受熱面的技術(shù)改造方向

10、。3 墻式輻射再熱器改造方案該型鍋爐的再熱器系統(tǒng)分為三個(gè)部分：墻式輻射再熱器、后屏再熱器和末級(jí)再熱器。墻式輻射再熱器布置在水冷壁前墻和水冷壁側(cè)墻靠近前墻的部分，受熱面高度為18.959m,其最下端在分隔屏下3.353m。前墻輻射再熱器由224根50管子，兩側(cè)墻輻射再熱器共由196根50管子，以S=50.8mm的節(jié)距沿水冷壁表面密排而成。后屏再熱器位于后屏過熱器和水冷壁懸吊管之間，一共30屏，管徑63，以457.2mm橫向節(jié)距沿寬度方向布置。末級(jí)再熱器位于水平煙道內(nèi)，在水冷壁后墻懸吊管和水冷壁排管之間，一共有60屏，管徑為63，以228.6mm橫向節(jié)距沿爐寬方向布置。鍋爐再熱器技術(shù)改造首先從墻式

11、輻射再熱器入手，墻式輻射再熱器換熱面積增加11%。墻式輻射再熱器采用51x4.5的12Cr1MoVG管子，總計(jì)420根；為了簡化施工，降低改造成本，本次改造中采用了受熱面管件探入爐膛內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式，將墻式輻射再熱器受熱面過渡連接的管子切除一部分，用新制作的U型彎管件連接完成過渡，如果采用輻射再熱器入口集箱向下方移動(dòng)并以此方式延伸輻射再熱器管的方法勢必會(huì)增大施工量并涉及到再熱器管道的重新布置，造成施工難度和工作量的成倍加大。入口集箱的管座（63x4.5、材質(zhì)20G）與爐內(nèi)U型管件（51x4.5、12Cr1MoVG）焊接需要經(jīng)過一個(gè)異徑接頭，該異徑接頭與爐內(nèi)的U型管件在出廠前完成焊接工作，施工時(shí)每根

12、管件只需焊接兩道焊口。由于墻式輻射再熱器穿水冷壁部位管件尺寸、形狀發(fā)生改變，故重新設(shè)計(jì)并更換鍋爐前側(cè)及左、右側(cè)水冷壁異型管142根。所有新增焊口均進(jìn)行100%射線檢驗(yàn)合格。施工中墻式輻射再熱器的入口集箱的位置及其它的附屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生變動(dòng)，原設(shè)計(jì)中安裝的保溫、密封及化妝板，改造后全部從新恢復(fù)。通過改造后的運(yùn)行調(diào)整，表明這種結(jié)構(gòu)形式是行之有效的，本技術(shù)改造為同類鍋爐的改造創(chuàng)立了一范例，值得大力推廣。圖1 改造前 圖2 改造后1圖3 輻射再熱器改造設(shè)計(jì)圖紙4 改造后鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)#2機(jī)組檢修投運(yùn)后，華北電科院對#2爐進(jìn)行了燃燒調(diào)整試驗(yàn)。壁再改造完成后爐內(nèi)的燃燒工況有非常良好的改進(jìn)效果，改造后的實(shí)際運(yùn)

13、行數(shù)據(jù)表明，屏過的金屬壁溫和過熱器的減溫水量均得到較好的改善，再熱汽溫得到有效的提高。表三：調(diào)整試驗(yàn)第一天入爐煤煤質(zhì)、飛灰分析 時(shí)間項(xiàng)目2-88-1414-2020-24日平均值水分Mad %4.014.804.503.484.27全水分Mt %17.018.222.415.818.6灰分Aad %26.4722.9026.8930.3626.38揮發(fā)分Vad %25.5028.4828.0826.3427.36固定碳Fc %44.0243.8240.5339.8241.99彈筒發(fā)熱量Qb.ad J/g2132321950206842013421061高位發(fā)熱量Qgr.d J/g2212022

14、960215502077021907低位發(fā)熱量Qnet.ar J/g1743017820157001658016867全硫St.ar %0.580.640.680.610.63#1爐飛灰可燃物 %2.082.801.861.782.13#2爐飛灰可燃物 %1.442.482.082.282.07表四： 調(diào)整試驗(yàn)第二天入爐煤煤質(zhì)、飛灰分析 時(shí)間項(xiàng)目2-88-1414-2020-2日平均值水分Mad %4.303.604.084.083.98全水分Mt %19.221.419.419.219.9灰分Aad %25.5422.8222.9226.4024.19揮發(fā)分Vad %28.5428.8528

15、.9029.3628.90固定碳Fc %41.6244.7344.1040.1642.93彈筒發(fā)熱量Qb.ad J/g2131322415221552099921810高位發(fā)熱量Qgr.d J/g2216023140230002176022600低位發(fā)熱量Qnet.ar J/g1694017190175701662017112全硫St.ar %0.680.690.570.880.70#1爐飛灰可燃物 %2.371.681.461.241.69#2爐飛灰可燃物 %2.101.421.651.301.62試驗(yàn)期間未摻燒褐煤，采用正塔型的配風(fēng)方式以強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒，以增加新增壁再受熱面的吸熱能力，達(dá)到提

16、高再熱氣溫的目的效果明顯：1）在200MW負(fù)荷條件下，通過配風(fēng)調(diào)整基本可以把再熱汽溫提高到535，如圖4所示； 圖4 200MW時(shí)的再熱汽溫2)在150MW條件下，通過配風(fēng)調(diào)整把再熱汽溫可以提高到530左右，如圖5所示；圖5 150MW時(shí)的再熱汽溫3) 上述再熱汽溫的運(yùn)行條件為：屏過出口過熱器壁溫不超過570，排煙溫度與正常配風(fēng)條件下略低1，氧量比正常配風(fēng)低0.5%左右，再熱汽溫上下有波動(dòng)，但可以持續(xù)，NOx排放基本不變（隨氧量降低，濃度略有所升20-30mg/Nm3）。表五：空氣預(yù)熱器入、出口煙氣溫度的變化 爐號(hào)項(xiàng)目#1爐（未改造）#2爐（改造后）負(fù)荷MW296.95300.87空氣預(yù)熱器入

17、口煙溫360,364/360,355平均359.8356,359/352,359平均356.5空氣預(yù)熱器出口煙溫139,144/127,1311平均135141,131/140,129平均135預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差kPa1.09/1.250.67/-一次風(fēng)量t/h286294.3二次風(fēng)量t/h646723.5一次風(fēng)入口溫度38.6/37.840.4/38.5一次風(fēng)出口溫度322.7/317331.7/319.8一次風(fēng)溫升282286二次風(fēng)入口溫度28.9/30.831.5/28二次風(fēng)出口溫度329.9/322335.7/338二次風(fēng)溫升296307煤量t/h159151.474) #2爐空預(yù)器入口

18、煙溫略低，壁再面積增加后爐膛吸熱增加，對爐后的煙溫略有影響，合乎規(guī)律?？疹A(yù)器檢修時(shí)進(jìn)行了水沖洗，受熱面干凈，煙氣的差壓也小，所以一、二次空氣的溫升#2爐均大于#1爐，效率高于#1爐，從燃煤量上也可做一旁正。5) 對屏式過熱器壁溫的影響燃燒器擺角向上調(diào)節(jié)提高再熱汽溫時(shí)，受到屏過金屬壁溫的限制，#2爐改造后屏過金屬壁溫得到改善，增加了#2爐再熱汽溫的調(diào)節(jié)空間。表六：金屬壁溫及再熱蒸汽溫度變化 爐號(hào)項(xiàng)目#1爐（未改造）#2爐（改造后）負(fù)荷MW296.95300.87屏過最高壁溫556.75528.09再熱汽溫523.68/538.95平均531.3532.9/529.8平均531.4表七：改造后過熱器的減溫水量變化 爐號(hào)項(xiàng)目#1爐（未改造）#2爐（改造后）負(fù)荷MW296.95300.87主汽溫度539.47/538.98平均：539537.62/528.41平均：533主汽壓力MPa16.7916.