李加强

（华能大庆热电有限公司，黑龙江 大庆 163159）

H型肋片省煤器在锅炉中的应用

李加强

（华能大庆热电有限公司，黑龙江 大庆 163159）

某电厂锅炉由于运行时间较长，省煤器为膜式省煤器，磨损严重频繁漏泄，造成较大经济损失，针对这种状况，结合该厂现在机组频繁启停机调峰的实际情况，省煤器现状已经造成烟气流通面积减少，烟气流速增高，管壁的磨损加快，送、引风机单耗提高，降低省煤器的使用寿命，不能保证机组安全稳定运行。需进行改造，经考察决定采用H型肋片鳍片省煤器作为锅炉省煤器选型设备。经过改型有效避免省煤器漏泄等不良事故隐患，带来较大经济效益。

膜式省煤器；H型肋片鳍片省煤器；改造

某电厂锅炉为燃煤炉，省煤器为膜式省煤器。错列布置的省煤器管规格为Φ32×4mm，鳍片厚度3mm，蛇形管束横向节距为90mm，共计132.5排，纵向节距为45mm，材质为20G。给水由省煤器下集箱进入，与烟气方向逆流至省煤器出口上集箱（两根），再经过48根 Φ76×6mm的吊挂管至省煤器出口集箱。

1 改造前设备诊断

自投产运行到现在，锅炉省煤器管存在不同程度的磨损，在锅炉大修进行省煤器后弯更换1998个，并作防磨处理。省煤器管由于磨损减薄频繁发生漏泄现象，共计泄漏13次。其中运行中爆管3次，停炉备用后进行检查发现省煤器漏泄10次，这些漏泄部位集中在省煤器管排自上向下数1至5层管之间的上部迎风侧直管段，管子严重磨损，且省煤器管排烧损变形比较严重，已不能保证各管排之间的间距均匀，不能再做翻身处理。虽然每次利用大小修和停炉检查时机都进行管排间距调整，但是调整效果不好。利用锅炉停炉备用机会对锅炉省煤器管又一次进行了壁厚测量工作，掌握现在省煤器管的磨损程度。经测厚，省煤器管由原壁厚的4mm减薄至最薄1.2mm，还有磨损至1.3mm、1.5mm、1.7mm壁厚的管子不等。

针对省煤器管磨损漏泄情况，结合该厂现在机组频繁启停机调峰的实际情况，省煤器现状已经造成烟气流通面积减少，烟气流速增高，管壁的磨损加快，送、引风机单耗提高，降低省煤器的使用寿命，不能保证机组安全稳定运行。

某电厂利用锅炉大修期间对省煤器进行更新改造，以达到强化传热、减少磨损的目的。

2 锅炉设计参数（100%负荷为设计负荷）

（1）锅炉参数，如表1所示。

表1 锅炉参数

（2）设计煤质：烟煤，如表2所示。

表2 设计煤质：烟煤

（3）省煤器原热力计算，如表3所示。

表3 省煤器原热力计算

（4）原省煤器结构计算，如表4所示。

表4 原省煤器结构计算

3 新设备技术改造可行性

（1）省煤器改造型式比较。如表5所示。

表5 省煤器改造型式比较

（2）关于影响省煤器受热面积的因素。省煤器有错列与顺列两种排列方式，对于相同烟速时，烟气横向流过错列管束与顺列管束的对流放热系数αk是不一样的，结合辐射放热系数α^，传热系数k，顺列管束只有错列管束的2/3。因此，同样的烟速顺列管排要比错列管排的面积增加约1/3倍。

锅炉原设计为纵向膜式省煤器，采用Ф32×4mm管子，每米管重2.76kg，错列管排，金属耗量膜式省煤器部分为75t，如图1所示，而采用H型肋片鳍片省煤器为顺列管排，采用Ф38×4mm管子，每米管重3.36kg，当出口段不抬高时，金属耗量H型肋片省煤器为90t。因此，当采用H型肋片省煤器时，由于管径变粗，并按顺列布置看，所耗用的金属量是恰当的。经多方考察、设计选择H型肋片省煤器作为某电厂锅炉省煤器选型设备。

图1 H型肋片省煤器结构简图

（3）H型肋片省煤器参数数据，如表6所示。

表6 H型肋片省煤器参数数据表

（4）技术参数，如表7所示。

表7 技术参数表

（5）技术分析。目前，在我国许多300MW容量以下的机组锅炉上，都不同程度地存在着排烟温度高，尾部受热面磨损等现象。有的甚至严重影响了锅炉和整个机组运行的安全性和经济性。通常排烟温度每升高10℃，锅炉热效率约降低0.55%，如果能将锅炉排烟温度降低15℃，一台年运行7500h，负荷率80%的300MW机组，一年至少可以节约6000t煤左右。

纵观这些锅炉基本上都是采用了光管式省煤器的形式。实践证明：光管式省煤器虽然其烟气侧传热效果较高，但单位体积内传热面积较小，所以需布置足够多的省煤器，受热面积才能有效地降低排烟温度，但由于锅炉尾部空间有限，过多的增加省煤器受热面积，将导致锅炉检修面积减小，省煤器处烟速提高，省煤器磨损严重，对于锅炉安全运行造成隐患。为此采用扩展式受热面来取代光管式受热面，以使在有限的空间内布置更多的传热面积，来增加省煤器的吸热量，降低其出口烟温，亦不失为一个有效方法。

H型肋片省煤器是在省煤器光管上把一对对肋片用自动电阻闪爆焊的方式焊接成型，其外形类似于低压锅炉的铸铁省煤器，它可以满足锅炉设计中对紧凑尾部结构的需要。它所布置的受热面是同样管径和长度光管省煤器的6~9倍，它所占的空间是光管省煤器的50%~60%，能使锅炉大大降低成本、节省费用。这种成本的节省不但使尾部结构紧凑减少省煤器管材的使用，节省了投资，而且使支吊结构的设计和安装方面都更经济。

H肋片省煤器排列呈顺列布置。肋片自然形成通道，这不仅使省煤器不易积灰和沾污，保持管圈的传热性能，并与其它扩展受热面形式省煤器比较烟气阻力大大降低，这是H型肋片省煤器的最大特点。在相同热负荷和烟速下，H型肋片省煤器比光管省煤器能节省40%的金属重量，而压降只有光管的一半。

H肋片省煤器自然形成的通道对采用蒸汽吹灰具有特别好的效果。因为两边笔直的通道可以防止蒸汽向两侧扩散，从而保证了最大的吹灰效果。对于螺旋鳍片省煤器和热管空气预热器，最大的问题是积灰堵塞，而H型肋片省煤器是它的理想替代品。H肋片管上肋片的悬壁梁结构，气流卡门旋涡作用产生自振荡，从而减轻了灰尘的粘污程度。它同时也是防止省煤器磨损避免停炉损失和减少高维修费用的新结构。

H型肋片省煤器归纳下来其主要优点如下：①受热面的肋化系数高，对于常用的38mm管子，焊接肋片高度28mm，肋化系数可达5.5以上。②肋片的温度场比较均匀，对肋片金属的利用好，有更好的换热效果。和螺旋鳍片相比较，由于肋片和气流流动方向平行灰粒不可能在肋片上沉淀，不会发生烟气流动通道的堵塞。③可采用较高的气流速度，以增强换热效果，气流速度提高后，灰粒所具有的动能，在灰粒与肋片的不断撞击中，组件逐渐消耗，受热面不会产生磨损。④设计中受热面的弯头全部置于烟气流动区外，完全排除了省煤器弯头的磨损问题。

国外从20世纪50年代就开始了对H型肋片省煤器的研究，并从20世纪60年代以来大批应用于燃煤与燃油锅炉上。随着我国电力工业的发展，锅炉容量不断增大，目前已成批量地生产300MW、600MW锅炉。其中的关键部位———省煤器也从光管发展到直鳍片、螺旋鳍片等多种结构形式。这其中一方面是由于随着锅炉容量增大尾部竖井受热面布置有困难，要走强化传热扩展受热面的路，另一方面也由于燃煤锅炉抗磨的需要。然而对燃煤电厂，在煤种多变煤质变差等因素影响下，省煤器在运行中不断产生磨损、堵灰、积灰，从而严重影响电厂的经济安全可靠性。20世纪80年代，我国华能集团公司为福州和大连两地电厂引进的整套发电设备中粉煤灰锅炉的省煤器就是H型肋片管结构。该装置运行十多年来，效果良好。

经过考察论证，为保证机组连续、长期安全运行，需对省煤器再次进行改造，决定采用H型肋片鳍片省煤器。并进行详细的设备招标和设备安装。经过一个月的努力安装完成并投入使用，情况良好。

4 改造试验记录表

表8 改造试验记录表

表9 省煤器烟道烟速测量计算表

表10 风机单耗

5 结论

经过对省煤器重新改型和设计，得到了如下效果：①省煤器改造前、后烟气流速变化：改造前省煤器烟道烟气流速17.52m/s，改造后9.82m/s，改造后比改造前省煤器内，烟气流速降低7.7m/s。②省煤器改造前、后风机单耗降低率：送风机0.78%；吸风机1.35%。③省煤器改造前、后漏风率甲测7.76%，乙侧7.38%，分别降低了0.36%和0.68%。经过改型有效避免省煤器漏泄等不良事故隐患，每年可为某电厂节省启停炉汽水损失和节约燃油100多万元，节能每年约50万元。

Application of H-type Fin Economizer in Boiler

LI Jia-qiang
（Huaneng Daqing Thermal Power Co.，Ltd.，Daqing，Heilongjiang 163159，China）

Due to the long running time of a power plant boiler，the economizer is a membrane type economizer，and serious wear and tear and frequent leakage result in a large economic loss.In view of this situation，based on the actual situation of the peak of the unit，the status quo of the economizer has caused the flue gas circulation area decreased，the flue gas flow rate increased，the wall of the wear and tear sped up，the improved consumption of delivery and induced fan unit and reduction of the life of the economizer，which can not guarantee the safe and stable operation of the unit.It needs to be modified，and the study decides to use H-fin fin finder as a boiler economizer selection equipment.After the modification，it can effectively avoid the leakage of coal accidents and other hidden accidents,bringing greater economic benefits.

membrane type economizer；H-fin fin finder

TK223

A

2095-980X（2017）04-0055-03

2017-03-07

李加强，男，大学本科，电力工程工程师，主要从事锅炉技术管理工作。