200MW机组

镇海电厂200MW机组#4炉空气预热器改造 寇小纹 摘要：镇海电厂200MW机组#4炉空气预热器原配置管式空气预热器，经长期运

行后，存在堵灰严重、漏风大等问题，虽经多次大修改造，但收效甚微，严重影响机组安全运行和经济性。对其进行改造，采用了先进的26.5VN1770型回转式空气预热器。改造后，漏风率从原来的14％下降到现在的7％，同进也解决了原管式空气预热器运行中存在的堵灰严重等问题，大大提高锅炉效率，取得可观的经济效益，改造达到预期效果。

关键词：火电厂；空气预热器；堵灰；漏风；改造 目 录 第一章 概述 — — — — — — — — — — — — — — 5 1、空气预热器改造的背景 — — — — — — — — — — — — 5 2、空气预热器的作用 — — — — — — — — — — — — — 6 3、管式空气预热器与回转式空气预热器的比较— — — — — — — 6 第二章 原管式空气预热器介绍、运行中存在的问题及原因分析 — —— — — — — — — —— — — — — — — — 7 1、原管式空气预热器的结构和原理 — — — — — — — — — 7 2、运行中出现的问题 — — — — — — — — — — — — 7 3、出现问题的原因分析 — — — — — — — — — — — — 8 3．1从低温腐蚀方面分析 — — — — — — — — — — — 8 3．2从设备结构方面分析 — — — — — — — — — — — 9 第三章 堵灰和漏风对电厂安全经济性影响 — — — — — 10 1、堵灰对电厂安全热经济性影响 — — — — — — — — — 10 2、漏风对电厂安全热经济性影响 — — — — — — — — — 10 第四章 空气预热器改造方案的确定 — — — — — — — 11 1、对回转式空气预热器的调查分析 — — — — — — — — — 11 2、豪顿VN型空气预热器的优点 — — — — — — — — — — 11 3、空气预热器改造的技术条件 — — — — — — — — — — 12 3．1煤种的设计技术条件 — — — — — — — — — — — 12 3．2空气预热器主要设计参数 — — — — — — — — — — — 13 3．3当地环境气象技术条件 — — — — — — — — — — — 13 4、空气预热器方案的确定 — — — — — — — — — — — — 13 第五章 空气预热器改造方案实施及效果— — — — — — — 14 1、26.5VN 1770型空气预热器结构 — — — — — — — — — — 14 1．1 转子 — — — — — — — — — — — — — — — 14 1．2 转子驱动系统 — — — — — — — — — — — — — 15 1．3 转子密封 — — — — — — — — — — — — — — 15 2、空气预热器改造 — — — — — — — — — — — — — — 16 2．1空气预热器的本体改造 — — — — — — — — — — — 16 2．2空气预热器进出口烟风道改造 — — — — — — — — — — 17 3、空气预热器改造后的效果 — — — — — — — — — — — 17 第六章 结论 — — — — — — — — — — — — — — —18 参考文献 — — — — — — — — — — — — — — —19 第一章 概述 1、空气预热器改造的背景 随着我国经济持续迅速发展，城市化进程加快，人口不断增加，煤炭年消耗量逐年以大幅度增加，能源紧张越来越被世界所关注，节能降耗是缓和能源紧张不可缺少的措施之一。在现代大型发电厂中，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为5%~12%，占锅炉热损失的60%~70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加 10 ℃，排烟热损失增加0.6% ~I .0%，相应多耗煤1.2% ~2.4%。若以燃用热值为20 000 kJ/kg煤的670t/h高压锅炉为例，则每年多消耗近万吨动力用煤。降低排烟温度，减少排烟热损失，以此提高锅炉热效率对于节约燃料、具有重要的实际意义。空气预热器是电厂重要设备之一，在烟气尾部安装空气预热器是电厂节能的重要措施之一。据统计，锅炉安装空气预热器后可节约燃料8%左右。空气预热器运行好坏直接关系到锅炉安全经济运行，影响着企业的经济效益。 镇海发电有限责任公司#4炉系东方锅炉厂生产的DG-670/140-8型单汽包自然循环、固态排渣煤粉炉。锅炉配置管式空气预热器。1990年6月投产，至今已运行十二年多。#4炉热力计算中排烟温度为149℃，空预器进风温度为50℃，此时空预器冷段的最低壁温为83℃，而在设计煤种含硫量、含灰量条件下的露点温度为90℃，大于管壁的最低温度。在低负荷运行情况下则差别更大，这是造成空预器堵灰、腐蚀的排烟温度高的主要原因。由于空预器冷段磨损、堵灰、腐蚀十分严重，空气预热器漏风率高，空预器冷段使用寿命仅为四年左右，在第三年达到漏风率在21~25%，第四年则漏风率更大，甚至造成锅炉缺氧燃烧，锅炉效率下降。虽对#4炉空预器进行了多项技术改造，但目前空预器漏风率基本维持在13%～15％左右，与设计值9%相比尚有较大差距。 #4炉空预器管箱改造后虽然达到了一定效果，但漏风率、积灰等问题没有得到根本解决。一是维修工作量大，每次小修要投入大量的人力用高压清洗泵将空预器管子冲洗疏通；对整个空预器要进行全面鼓风捉漏。二是冷段管箱更换检修工作大，费用高，更换一次需费用约250万元。三是就目前空预器漏风率与先进的空预器漏风率相比有6～7个百分点以上的差距.当冷段管箱使用到第五或第六个年头,则漏风率将达到18%以上,差距则更大，已径严重影响了锅炉效率和机组安全运行。 #4机组即将进行大修，厂部领导和生技处委托设备管理部和我们检修分场利用这次大修有利机会展开技术攻关，针对#4炉空气预热器暴露出来的问题，对其进行技术改造，希望通过技术改造降低排烟温度，减少漏风率，提高锅炉效率。并为以后机组空气预热器改造积累经验。 2、空气预热器作用 空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备，它装在锅炉垂直对流烟道的尾部，它是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面，也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。它有以下几个方面作用： (1) 进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。现代火力发电厂采用给水回热器循环以后，给水在进入省煤器之前就已经具有相当高的温度（150～250℃）。这样，通过省煤器已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，而加装空气预热器后，由于其进口的冷空气温度较低，故可将排烟温度进一步降至150℃以下，减少了排烟热损失。 (2) 助燃空气被预热提高温度后，能强化煤粉的着火和燃烧过程，增强燃烧的稳定性，降低了不完全燃烧热损失，进一步的提高了锅炉效率。 (3) 高温空气进入炉内可以提高炉膛烟气温度，增强炉内辐射换热减少锅炉受热面的金属消耗。 (4) 热空气还可作为制粉设备系统中煤的干燥介质，尤其燃用多水分的煤时更需要用高温空气进行干燥。 3、管式空气预热器与回转式空气预热器比较 电站锅炉广泛采用的空气预热器有管式和回转式两种。管式空气预热器的传热方式是：热量连续地通过管壁从烟气传给空气，属间接传热方式。回转式空气预热器以再生方式传递热量，烟气与空气交替流过受热面。当烟气流过时，热量从烟气传给受热面，受热面温度升高，并积蓄热量；当空气流过时，受热面将积蓄的热量放给空气。回转式空气预热器与管式空气预热器相比，具有下列优点：（1）结构紧凑。在相同体积内，可布置的受热面面积是管式空气预热器的6-8倍。

（2）节省钢材。前者耗用的钢材量约为后者的1/3。因后者管壁厚度为1.5mm，而前者双面传热的波纹板厚度仅为0.5-1.25 mm. (3)耐腐蚀性能好.可降低排烟温度,提高锅炉效率。当烟气流过受热面、对受热面加热时，不像管式空气预热器的管壁外侧有空气冷却，烟气接触的受热面壁温较高，不易结露和引起腐蚀， （4）受热面受到磨损、腐蚀时，不增加空气预热器的漏风量，且为组装式受热面，更换方便。

第二章 原管式空气预热器介绍、运行中问题及原因分析 1、 原管式空气预热器的结构和原理 管式空气预热器按管子放置方面的不同有立管式和横管式两种。我们厂#4炉原管式空气预热器采用了立式空气预热器。结构如图2-1所示 图2-1 管式空气预热器

（a）空气预热器纵剖面图 (b)管箱 1-锅炉钢架； 2-空气预热器管子； 3-空气连通罩； 4-导流板； 5-热风道的连接法兰 6-上管板； 7-预热器墙板； 8-膨胀节； 9-冷风道的连接法兰； 10-下管板 管式空气预热器是由许多互相平行的簿壁 、钢管、管板、空气连通罩、导流板、墙板等部件组成。管子两端分别焊接在上、下管板上，构成立方形管箱。管箱外面装有空气连通罩，导流板和密封用的墙板。管子直径为40mm，壁厚为1.5mm，为了使结构紧凑和增强传热，采用小管经、小节距、管子错列排列，烟气由上向下从管子流过，空气在管外横向流动，烟气通过管壁加热空气。锅炉运行中，空气预热器的管子，外壳及锅炉构架，由于受热情况和材料的不同，其膨胀量也不同。因此，在上管板和外壳之间，外壳和锅炉构架之间装有簿钢板制成的波形膨胀节，用以补偿各部分的相对膨胀量，保证各部分的相对位移和连接处的密封，我们厂锅炉采用组合安装方式，为了便于运输和安装，管式空气预热器一般都做成若干个管箱，然后组装成空气预热器整体。为防止空气经过相邻管箱之间的间隙漏到烟气中去，把相邻两管箱的管板直接焊节起来。