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锅炉|讲低温省煤器技术

2018-03-04 11:00:54 浙江东阳特安锅炉有限公司 阅读


1 加装低温省煤器位置选择 

1.1 低温省煤器布置在预热器和除尘器之间

将受热面布置于空预器之后除尘器之前来降低排烟温度,提高机组效率和除尘效率。高温烟气余热得到回收利用,必然提高机组效率,提高除尘效率有以下几个方面:

1) 排烟温度降低,使烟气量减小,烟气流速降低,提高了比集尘面积,因而提高了除尘效率。


2) 排烟温度降低,使电场击穿电压上升( 排烟温度每降低10 ℃,电场击穿电压上升3%) ,除尘效率得到提高。


3) 排烟温降低,粉尘比电阻减小,不易形成反电晕,提高除尘效率。该方案可以将排烟温度降低至酸露点以下,使得烟气中的SO3凝结成H2SO4雾滴,由于此时烟气中的粉尘浓度非常高,H2SO4雾滴将会被灰粒子吸附,大大降低飞灰比电阻,进而被电除尘捕获。


由于H2SO4雾滴被灰粒子中的碱性物质中和,即使烟温降低至酸露点以下,也不会对受热面和电除尘生腐蚀,同时SO3的脱除率将达到95% 左右,远远高于传统湿法脱硫的20% ~ 30%。


缺点: 会产生积灰磨损问题。除尘器前烟尘浓度较高,且排烟温度较低,易产生受热面的积灰和磨损,不宜设计的较大烟区流速来提高自清灰能力。布置结构复杂,烟道修改工作量较大。


1.2 受热面整体布置于除尘器与引风机之间


优点: 

1) 烟尘含量低,可以减缓积灰磨损;

2)能够降低风机的电耗,抵消一部分受热面阻力,引风机裕度足可以克服受热面阻力,不需要增设风机; 

3) 系统简单,改造费用适中。


缺点: 


1) 锅炉的排烟温度和入炉煤至处于变化之中,当烟温过低、入炉煤含硫量高时,会导致风机的腐蚀问题; 


2 ) 不能提高电除尘效率。



2 入口温度的确定和换热管材质的选择

换热器是低温省煤器系统中最为重要的一个设备,必须保证其高效及长期安全可靠地运行,为此,防低温腐蚀性能措施和管材的选取主要考虑如下:

2.1 采取限腐蚀法,在低腐蚀速率区域选材,实现防腐及经济性俱佳的设计目的在热力系统上选择一个比烟气酸露点温度高10 ℃左右的地点,作为热回收器进水的水源引出点。

选择换热器的最低壁温超过烟气露点温度10 ℃左右,从而可达到防止换热器腐蚀和堵灰的目的。这种热力防腐方法的优点是防腐效果较佳,缺点是要求进水温度比较高。设备耗钢量大,投资巨大,回收率较小。


2.2 有限腐蚀速度的热回收器系统进行设计允许部分烟气余热装置金属壁温处在酸露点以下,选取适当的壁温并通过采用耐腐蚀的金属材料可有效延长换热装置的使用寿命。



2.3 低温省煤器换热管材料选择与寿命保证

如图1 所示,换热管的壁温在50 ℃到106 ℃的范围内,其腐蚀速度不大于0. 21 mm/年( 材质20 g) 。若采用ND 钢材质( 09CrCuSb 钢) ( 对应的腐蚀速率≤0.06 mm/年) ) ,其腐蚀速度将远小于0.11 mm/年。

考虑并考虑到实际运行时,锅炉的启停、低负荷及燃烧煤质成分变化等因素的影响,腐蚀速率按0.12 mm/年考虑,换热管腐蚀量按2 mm 考虑,则换热元件的寿命将超过20 年以上。

因此,选择抗腐蚀能力强的ND 钢,可达到防腐及经济性俱佳的设计要求。

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3 烟气流速的选择

烟气流速的选择主要考虑三个方面: 受热面的磨损和积灰、烟气侧阻力和烟气侧换热系数。受热面磨损与烟速的3.3 次方成正比,而烟侧阻力与烟速的平方成正比。

烟速越高,传热系数越大,烟气冷却器重量越小。考虑到烟速的变化只是单纯影响换热系数,间接影响换热面积及设备投资成本,而且过高的烟速会增加烟道烟风阻力,相应的增加风机电能电耗,并且管束磨损加剧。

综合考虑,烟速宜控制在10.0 m/s 左右。



4 一般改造方案介绍

在预热器出口与电袋复合除尘器进口喇叭之间的烟道上安装低温省煤器,采用汽机冷凝水与热烟气通过换热管进行热交换,使得电袋复合除尘器的运行温度由原来的145 ℃下降到110 ℃左右,通过机组运行煤种的含硫量进行适当调整电袋复合除尘器的进口烟温。

低温省煤器系统与汽机凝结水的低加回热系统并联布置,其进水口取自前级低加回路,配置电动调节阀,可实现低温省煤器系统进水量的切换和调节; 通过低温省煤器系统加热后的凝结水汽机凝结水的后级低加回路中的适当位置与主凝结水汇合后送往除氧器。