祝志方

摘 要：以某热电厂流化床锅炉的实际运行情况为例，分析了流化床锅炉在工作中存在的问题和危害，并提出了锅炉受热面的改造方案。对比、分析了改造前后的相关运行参数和技术经济性，以期为相关工作提供参考、借鉴。

关键词：流化床锅炉；受热面；运行参数；经济效益

中图分类号：TK229.6+6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.021

随着我国经济的飞速增长，在生活和生产中，对能源的需求量越来越大，发电厂的施工建设项目也在不断增加。但是，在一些热电厂中，由于锅炉的运营时间过长和改造不合理等原因，不能有效保障其运行的安全性和运行效率，严重影响了热电厂的正常运行。如何有效改造锅炉保证其运行的可靠性已经成为了人们关心的主要问题之一。

1 YG—130/3.82—M流化床锅炉

1.1 存在的问题

在流化床锅炉运行的过程中，主要存在以下4个问题：①过热器超温。过热器减温联箱出入口气温温差达200 ℃，调温范围远远高于设计调温范围30 ℃。喷水量达10 t/h以上，远远高于设计喷水量4.5 t/h。②炉顶棚受热面布置少。炉膛上部火焰温度高，炉膛出口烟温超过设计烟温834 ℃。③排烟温度在110 ℃以下，低于设计值135 ℃。④为了避免过热器超温，只能减少进煤量，把负荷控制在110 t/h左右，进而影响锅炉的负荷和经济效益。

1.2 长期运行所带来的后果

流化床锅炉长期运行，会带来严重的后果，具体表现在以下3方面：①如果过热器长期在超温10～20 ℃的情况下运行，过热器管就会发生蠕变，其寿命会缩短1/2，而且还会影响汽轮机的寿命。②由于过热器减温联箱投水量偏大时，其出入口气温温差最大时将达到200 ℃，使得减温联箱壁温温差过大，产生交变热应力。锅炉长期运行，会使减温联箱发生弯曲变形，严重时还会出现裂纹，进而威胁生产安全和人身安全。③炉膛顶部火焰温度偏高，顶棚受热面布置少，使斜棚长期处于高温状态。这会使斜棚框架因为过热而烧损，使得斜棚漏火、漏灰。这样，不但会影响锅炉的负荷和热效率，还会影响现场的工作环境。由于斜棚框架烧损变形严重，所以，每年需停炉修复两三次。

1.3 原因分析

出现影响锅炉运行的主要原因是：①炉顶棚受热面布置偏少，管节距大（达200 mm）。这就使得顶棚管辐射吸热量少、炉膛上部火焰温度偏高，顶棚管不能有效保护斜棚。②4床、8床取消后，4床、8床的埋管被耐火砖、耐火塑料覆盖，炉膛内蒸发受热面减小、饱和蒸汽量减少，使得过热器管内的蒸汽质量降低、流速减小，单位吸热量增加。③原设计计算书中的烟

温计算值有误差，选取飞灰份额数值有误，对受热面的计算造成了巨大的影响。这样，便会使过热器受热面积布置偏多，使过热器管内的蒸汽质量流速降低，增加过热器管内蒸汽的吸热量，使得过热器管壁超温运行。④排烟温度低，达不到设计温度。出现这种情况的原因主要是过热器受热面布置偏多，过热器后还布置了蒸发受热面，增加了吸热量；锅炉负荷低，减少了给煤量，使得排烟量减少，烟气携带热量减少。

1.4 改造原则和要求

为解决上述问题，提出对YG—130/3.82—M流化床锅炉进行改造的方案，在保证机组安全、正常运行和各种参数符合规范要求的前提下，改造方案要尽可能减少施工工作量，并充分利用锅炉本体部件缩短施工工期，降低投资。具体技术要求如下：锅炉热效率为74.33%，锅炉蒸发量为130 t/h，过热蒸汽压力为3.82 MPa，过热蒸汽温度为450 ℃，给水温度为150 ℃，沸腾层床温为1 000 ℃，排烟温度为135 ℃。

1.5 改造方案

1.5.1 初步改造方案

将锅炉改造成循环流化床锅炉后，该方案中存在的问题是：①投资大；②施工工程量大、锅炉停运时间长，会影响正常的发电生产；③将原有锅炉改造成循环流化床锅炉后，各级工作人员对锅炉的点火运行等操作还不熟悉，就势必引发各种各样的问题。

1.5.2 确定改造方案

针对初步方案中存在的问题，为了保证电厂的生产经营，要尽量缩小改造范围，减少工程量，保证施工工期，并尽可能地降低投资，所以，决定从受热面改造入手。具体的改造方案是：①取消后墙水冷壁延伸到转向室布置在过热器后的蒸发受热面，使其受热面积为29.966 m2。②将后墙水冷壁沿后墙延伸到前墙，并与前墙水冷壁一起延伸到顶棚，构成顶棚管，增加炉膛内的蒸发受热面，提高锅炉的蒸发量。③为了防止顶棚管吸热量过多，炉膛出口温度下降幅度过大，要将耐火塑料覆盖在顶棚管上，并布置成燃烧带。④将后墙水冷壁出口联箱原平棚位置移到平斜棚交接处上部，利用悬吊装置将其固定。⑤割掉高温过热器管8排，其面积为35.34 m2；割掉低温过热器管3排，其面积为29.4 m2。

2 改造前后参数对比与经济效益分析

2.1 参数对比

改造前后参数对比分析如下：①锅炉改造后，蒸发量比改造前增加了20 t/h。②锅炉改造后，辐射受热面的布置方式既增加了辐射受热面和辐射吸热量，又降低了斜棚下部火焰的温度，对斜棚起到了良好的冷却效果，使得斜棚不被高温烧损。③辐射受热面增加，过热器受热面积减小，增加了过热器管内的蒸汽质量流速，会对过热器管壁起到良好的冷却作用，并使得过热器进出口的运行参数达到设计值。④减温水量比改造前的投水量少，达到了设计值的要求，且调温幅度在30 ℃左右，而改造前的调温幅度达200 ℃左右。锅炉改造后如图1所示。改造后的锅炉避免了减温联箱因调温范围过大而使得减温联箱发生弯曲、变形的情况，有效地延长了锅炉的使用寿命。⑤锅炉改造后，排烟温度基本达到了135 ℃，有效防止了尾部受热面被低温腐蚀。⑥锅炉改造后，发电标准煤耗下降了89 g/kW·h。锅炉改造前后的参数对比情况如表1所示。

表1 锅炉改造前后的参数对比情况

参数 改造前 改造后 单位

蒸发量 110 130 t/h

发电标准煤耗 749 660 Kg/kw·h

炉膛出口温度 880 830 ℃

过热器出口温度 450 450 ℃

排烟温度 110 135 ℃

沸腾层温度 970 1000 ℃

悬浮室辐射受热面积 312.07 358.69 m2

转向室蒸发受热面积 29.996 / m2

低温过热器受热面积 598.72 569.31 m2

高温过热器受热面积 351.81 316.47 m2

减温水喷水量 10 2 t/h

减温器入口温度 440～460 365.04 ℃

减温器出口温度 240 348.5 ℃

2.2 效益分析

整个YG—130/3.82—M流化床锅炉改造工程总投资为15万元，但是，其产生的经济效益是相当可观的。具体表现在以下几方面：①锅炉改造后，实际产汽量比改造前增加了20 t/h。按实际年平均运行6 000 h计算，每年可多产汽2 000 t，年多发电1.0×106 kW·h。按电价0.314元/kW·h计算，则一年可以增加收入31.4万元。②增加布置在斜棚下部的水冷壁管，对斜棚起到了良好的保护作用，避免斜棚因烧损严重变形而出现漏火、漏灰的情况。锅炉改造前，每年需停炉3次修复斜棚，消耗材料费用20余万元。因为修复斜棚会影响发电量，使其减少了9.0×105 kW·h，减少了收入28.26万元。③减温器投水量减少，调温范围变小，避免了过热器超温运行，进而延长了减温器和过热器的使用寿命，保证了锅炉的生产安全。④排烟温度达到了135 ℃，比改造前升高了20 ℃左右，避免了预热器被低温腐蚀，延长了预热器的使用寿命。

根据上述经济分析，除去了改造投资后，年收入可增加44.66万元，还保证了锅炉本体的运行安全和运行周期。

3 结束语

综上所述，结合该流化床锅炉的实际运行情况，反复研究和验算改造方案，比较、分析了改造前后的运行参数后可知，该改造方案是可行的。经过改造后的锅炉，不仅有效提高了其负荷，还解决了过热器运行温度过高、减温器喷水量过大和斜棚损毁严重等问题，明显提高了锅炉运行的经济性和安全性。

参考文献

[1]夏文静.尾部受热面改造提高锅炉经济性的试验研究[J].节能技术，2010（6）.

[2]米翠丽.富氧燃煤锅炉设计研究及其技术经济性分析[D].北京：华北电力大学，2010.

〔编辑：白洁〕