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大唐托电二期锅炉应用旋转暖风器的运行效果分析

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  【摘 要】锅炉暖风器能有效地防止空气预热器传热元件冷端的低温腐蚀和堵灰,另外,投入暖风器还能提高锅炉冷态启动点火的助燃风温,提高助燃油效率,降低未燃尽油烟和油垢在尾部沉积而引发二次燃烧的可能性。但是,除冬季外,暖风器不需要长时间投入运行,暖风器不仅本身存在阻力,空气中杂物也会逐渐沉积在暖风器的散热片上,致使其阻力不断增大,影响了暖风器的换热效率。旋转型暖风器可在机组运行中实现无故障切换,将暖风器旋转一定角度,旋转过程中不需要停运送、引、一次风机。经过我厂3、4号机组的运行实践表明,采用旋转型暖风器,可有效降低厂用电率,经济效益显著。
  【关键词】锅炉;节能;旋转暖风器;改造;煤耗;厂用电率
  0.引言
  随着电力市场的发展,国内能源供应和需求之间的矛盾不断加深,能源短缺成为制约我国经济发展的“软肋”,做好能源转换节能增效工作越来越受到人们重视。我国的能源供应以煤炭为主,煤炭系不可再生能源,节约能源和有效利用能源已成为被关注的热点问题。我国火电行业主要是以燃煤机组为主,煤炭价格在不断攀升,燃料成本已成为发电企业的沉重压力,因此,有效地节能降耗是企业关注的焦点。
  电厂中的暖风器本身就是耗能设备,做好耗能设备的节能增效工作意义重大,所以锅炉系统中应安装节能型旋转暖风器 。在机组运行过程中,当暖风器停运时,将暖风器转过一定角度,可以减少风道阻力,降低风机电耗,并保证风烟系统稳定运行。
  1.设备简介
  暖风器是控制锅炉低温腐蚀的锅炉辅机设备,布置在空气预热器进口风道中的带翅片的汽-气热交换器,采用高温辅汽预先加热空气,使之温度提高后再进入空气预热器冷端,这样就可以提高锅炉尾部空气预热器的金属壁温,有效地防止空气预热器传热元件的低温腐蚀和堵灰,同锅炉热风循环再利用相比,锅炉暖风器在电站运行的经济性和可靠性等方面都具有无可替代的优越性。
  2、暖风器改造
  2. 1 暖风器功能及运行状况
  锅炉在正常运行过程中,特别是在冬季(北方寒冷地区) ,如果空气预热器冷端传热元件在低于露点温度时,会引起的烟气结露,导致传热元件的堵灰及低温腐蚀。堵灰不仅会增加空气预热器进出口压差,还会使空气预热器漏风率增大,严重时会使风机电流增大或超限,引起风机喘振而偏离工作区,危及机组的安全运行。同时,传热元件因结露堵灰后,仅靠蒸汽吹灰器定期吹灰难以吹走堵灰,会影响空气预热器的换热效率,使排烟温度大幅度上升,锅炉效率将会下降。暖风器可以提高空气预热器的入口空气温度,防止烟气结露。另外,投入暖风器能提高锅炉冷态启动点火的助燃风温,提高助燃油效率,降低未燃尽油烟油垢在尾部沉积而引发二次燃烧的可能性,是锅炉安全顺利启动不可缺少的措施之一。但是,暖风器在一年大部分时间内均可不投入运行,如环境温度较高,暖风器即可停止运行,但是,不论加热蒸汽是否通过暖风器,其本身都存在阻力,而且随送风机、一次风机风道入口带进的灰尘或空气中杂物,就会逐渐沉积在暖风器的散热片上,使风道阻力逐渐增大,对机组长周期高效率运行构成威胁。在运行过程中无法对暖风器沉积物进行及时清理,只能在每次停炉检修时,对暖风器进行清理,但暖风器运行一段时间后,其阻力很快恢复到原来值,不仅检修工作量大,还增加了风道阻力和降低了暖风器的换热效率。因此,改造暖风器原来的布置方式就变得十分迫切。
  2.2旋转暖风器技术特点
  旋转型暖风器是针对机组长期运行所出现的问题,专门进行改造设计的,是改变暖风器运行方式的一种有效途径,有利于机组长期高效率的运行。通过改造可以实现几个主要功能特点:
  满足暖风器通蒸汽时热交换能力不变,减轻和防止空预器低温腐蚀堵灰的发生
  满足暖风器不通蒸汽时,最大限度降低风道阻力的要求,即翻转90度,不仅大幅降低风道阻力,而且减少了杂物在传热元件上沉积,再次投用时传热效果不减;
  可以实现机组运行过程中的无故障切换,不需要停运风机;另外,可作为并联风机运行调节平衡的有效手段,有利于调整风机出力平衡。
  2.3安全性与经济性评价
  新型可翻转暖风器的正常投用热交换功能没有改变,空预器冬季低温腐蚀堵灰程度得到减轻,提高了空预器热交换能力,改善锅炉燃烧风温,其安全效益和经济效益十分可观。可翻转的功能还使得夏季风道阻力大幅下降,带来改善风机运行条件,风机节电效果明显。
  新型暖风器翻转功能可在机组正常运行中进行,结构上又方便分组隔离和保养。与老式暖风器相比还排除了自身传热元件积灰堵塞问题,再次投用传热效果不减,设备可靠性大幅提高,其直接和间接安全效益和经济效益十分可观。
  3.改造效果及分析
  3.1暖风器旋转前后的经济性比较
  我厂3、4号机组于大小修机会对两台锅炉的暖风器分别进行了改造,为了考核暖风器改造的效果,在机组运行过程中,3、4号炉均进行了暖风器旋转,发现旋转暖风器运行可靠,旋转自如,工作量较小,而且密封效果良好。下面是我厂3、4号机组冬季运行转入夏季运行后旋转暖风器后风机电流对比(详见表1)。
  结论:在负荷一致的情况下,风量和空预器差压接近时。暖风器经90度翻转后,降低了一二次风道阻力,一次风机电流下降大约1-8A,送风机电流下降1~6A。且在450MW时节能效果最明显。(详见表2,表3)
  结论:从表2、3中我们可以看出,风机在出力相同(相同风量)的情况下,暖风器经90度翻转后,送风机和一次风机的出口压力均有所下降,说明出口阻力减小。送风机电流平均下降1-2A,一次风机电流平均下降3-7A.节能效果明显。(详见表4)
  结论:在负荷一致的情况下,风量和空预器差压接近时。暖风器经90度翻转后,降低了一二次风道阻力,一次风机电流下降大约1-7A,送风机电流下降1~3A。且在500MW时节能效果最明显。(详见表5,表6)
  结论:从表2、3中我们可以看出,风机在出力相同(相同风量)的情况下,暖风器经90度翻转后,送风机和一次风机的出口压力均有所下降,说明出口阻力减小。送风机电流平均下降1-2A,一次风机电流平均下降5-7A.节能效果明显。
  4 .结束语
  暖风器旋转功能改造项目,在我厂2 台机组中分别得到实施,机组运行后节能效果明显,可有效降低厂用电。运行实践表明,旋转式暖风器不仅操作简单、而且节能降耗效果非常明显,具体表现在几方面:
  暖风器的功能在改造前后并没有改变,而且结构合理、运行操作简单,性能可靠,排除了原暖风器在运行过程中,出现的易被堵塞和暖风器阻力大等问题。
  旋转功能的实现,使风机全年电耗大幅度下降,满足机组高负荷运行的要求,直接经济效益可观,保证了暖风器的换热效果,间接效益将更加可观。
  暖风器的旋转功能,也可用作调整风机出口风道的阻力平衡,作为有效地保证风机安全运行的调整措施。
  综上所述,节能新型暖风器既能有效降低厂用电,又能消除自身不足,防止低温腐蚀堵灰,达到节能的效果,大大改善锅炉运行条件,为机组安全高效长周期运行提供保障。
  参考文献:
  [1]济南市压力容器厂,可旋式暖风器[ P ] . 中国:CN98220367.5,1999-7-21.
  [2]赵之军.锅炉暖风器存在的问题及解决措施影响[J].发电设备,2005,(2): 94-96.
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