降低油田电站锅炉排烟温度改造

金怡

摘 要：某油田电站锅炉运行过程中，实际排烟温度一直高于设计排烟温度，经过锅炉性能试验，找出排烟温度偏高的原因。通过提高锅炉过热器部位子清理能力及尾部受热面改造，有效降低排烟温度，提高锅炉效率，取得较好经济效益。

关键词：锅炉;过热器;排烟温度;尾部受热面

某油田电站#1、#2锅炉为中间仓储式煤粉炉，于2006年7月投产，设计过热蒸汽温度540±5℃，排烟温度128.7℃。运行后，锅炉实际排烟温度160℃左右，超出设计值30℃左右，经多次调试，排烟温度无明显降低。锅炉排烟温度高低直接影响排烟热损失，温度升高10-15℃，热损失约增加1%，锅炉效率降低约1%，能耗增加2.5g/kWh左右。当排烟温度超温严重时，影响预热器和锅炉的安全运行。因此，降低锅炉排烟温度对于锅炉节能降耗及安全经济运行有重要意义。

1 改造背景

对#1、#2锅炉性能试验，并对锅炉受热面校核计算，得出#1、#2锅炉排烟温度长期高于设计值的原因是尾部受热面（过热器、节能器）面积偏小。调试过程为了降低锅炉辅机电耗，锅炉配风方式由平衡通風改为束腰通风，炉膛火焰中心降低，造成锅炉过热蒸汽温度低于设计值10℃～15℃。#1、#2锅炉掺烧Na、K盐含量高的煤种，极易粘结在尾部受热面，造成尾部受热面换热效果变差，锅炉过热蒸汽温度低、排烟温度高的问题愈发严重，截至#1、#2锅炉尾部受热面改造前，锅炉过热蒸汽温度长期保持在525℃（锅炉吹灰时，温度更低）左右，排烟温度高于170℃。锅炉效率低下，能耗高，经济效益差。综合分析#1、#2锅炉受热面特性，改造六期锅炉尾部受热面技术，合理增加#1、#2锅炉尾部受热面积。

2 改造方案

2.1 提高锅炉过热器部位的自清理能力

在锅炉高温过热器和大屏过热器中间加装4台长伸缩式吹灰器，每台炉左右各两台，分上、下两层。长伸缩式吹灰器利用锅炉低温过热器蒸汽，气源充足、压力稳定，定期对高温过热器和大屏过热器表面进行清扫，避免过热器表面结焦，保证了过热器的换热效果。主要工作量包括：设计安装长伸缩式吹灰器;现场所有管路连接、安装及支架安装;电气控制柜的安装及电气控制柜至吹灰器之间的电线、电缆及其他电缆、电线的连接;水冷壁让管和炉墙保温的恢复。

2.2 尾部受热面改造

2.2.1 增加低温过热器受热面积

根据设备运行情况，通过热力校核计算，当过热器受热面积增加134.4m2后，可使过热器出口温度达到540+（5～10）℃，且减温水可投入使用，满足锅炉经济安全运行要求。因此，对高温过热器后部每排多增加两圈过热器管屏（每台炉低温过热器共有67排管组成）。

2.2.2 对一、二级节能器改造

锅炉节能器及空预器在尾部分两级交叉布置，在原设计燃料额定工况下，二级节能器出口烟温为414.4℃，一级出口烟温为252℃。根据运行记录统计均值，二级节能器出口实际烟气温度为472.8℃，一级出口实际烟气温度为281.6℃。可见锅炉现有节能器的实际换热面积偏少。经热力校核计算，让锅炉排烟温度达到设计值128℃，并满足SCR脱硝技术要求，二级和一级节能器受热面需分别增加998.6m2和1377.1m2。因锅炉尾部增加受热面管排，受尾部空间尺寸限制，再加上尾部高度空间上要布置脱硝烟气接出接入口，大约需腾出5～6m空间，原来占据空间较大的光管式节能器不能满足改造条件。将目前使用光管式一、二级节能器拆除，更换为传热系数高、烟气侧阻力小，占用空间小、防磨损H型鳍片管式节能器。

H型鳍片管式节能器采用鳍片式设计，扩展了散热面积，采用闪光电阻焊工艺方法，其焊接后焊缝熔合率高具有良好的热传导性能，可达到节能器管道内水温温升迅速并且增温幅度高的效果，与增加同等散热面积其他形式节能器相比，H型节能器的焊口最小，能降低加工难度和成本，焊缝抗拉强度大，把焊接会造成不确定性危害降到最低，提高节能可靠性。主要工作量是拆除原锅炉一、二级节能器和部分低温过热器管并安装H型鳍片管节能器管排和低温过热器管。

3 改造效果

①锅炉排烟温度由改造前170℃～185℃降到125℃～135℃，大幅节约能源，提高锅炉效率。项目完成后，二级节能器出口温度由改造前260℃升高到275℃，按照#1炉运行时间2461h，负荷率87.80%，给水总量M2=475366t，#2炉运行时间7481h，负荷率86.32%，给水总量M1=1420671t，锅炉燃料低位发热量Q=21.23MJ/kg计算，两台锅炉节约原料为：

（温度260℃、压力11MPa给水焓值h1=1133.6kJ/kg;温度275℃、压力11MPa、给水焓值h2=1208.3kJ/kg）;②锅炉过热蒸汽温度提高15℃，恢复到设计值，保证汽轮机进汽温度，提高15℃，效率增加0.75%，消除汽轮机进汽温度低造成末级叶片汽蚀的问题;③通过尾部受热面改造，锅炉二级节能器出口烟气温度340℃～400℃，保证了脱硝反应器氨气和氮氧化物充分反应。

综上所述，降低#1、#2锅炉排烟温度技术改造是建立在对受热面吸热综合判断基础上，采用加装长伸缩式吹灰器、增加一圈低温过热器、将一、二级光管式节能器更换为H型节能器的复合技术路线，在合理增加低温过热器，一、二级节能器受热面积的同时，提高大屏过热器和高温过热器管壁的自清理能力。一次性解决#1、#2锅炉长期存在的排烟温度高、主蒸汽温度偏低、减温水无法正常投用及过热器部位结焦难以及时清理的问题，经过近两年的运行检验，达到预期效果。