摘要：火电厂锅炉省煤器能够有效的提升锅炉的换热效率，并且降低烟气出口温度。省煤器在实际运行中经常出现爆管事故，这与省煤器的布置结构和运行方式不合理有关，因此对省煤器进行优化改造十分必要。本文首先分析了省煤器爆管的主要原因，其次简要介绍了省煤器改造过程中的主要技术要求，最后给出了省煤器优化改造方案。对省煤器进行合理的优化改造，对提升锅炉的换热效率，保证机组安全运行具有重要的现实意义。
关键词：省煤器；优化改造；技术要求
前言：省煤器是锅炉主要的换热设备之一，其主要作用是提高锅炉给水温度，减少汽包材料热应力，回收利用烟气中的部分热量，达到减少锅炉燃煤消耗量的目的。其换热性能直接影响到锅炉热效率，从而影响全厂运行经济性。由此可见，保证火电厂锅炉省煤器的正常运行具有十分重要的意义。
1 锅炉省煤器的改造背景
某火电厂的锅炉炉膛的水平烟道和出口都分别布置了高温过热器、屏式过热器以及低温过热器，平衡通风。并且在尾部的烟道之中，顺着烟流布置了高温与低温省煤器以及高温级与低温级的空气预热器。该火电厂锅炉的高温省煤器自从开始运行以来，其出口烟呈持续性的高温状态，这种状态会造成高温预热器因为受热过度而发生形变与损坏，直接性的影响了锅炉中各个层面上的受热面都发生超高温的状况，从而使得锅炉的排烟温度大幅度的提高。由于在夏季的高温天气，锅炉的排烟温度甚至会达到一百八十摄氏度左右，最高甚至到了二百一十摄氏度左右。这种排烟高温的状况对设备的稳定运行造成了十分不利的影响，为设备的检修工作打来了极大的不便。
锅炉在运行的过程中，低温过热器出口烟的温度能够得到良好的控制，但是在烟气通过高温省煤器时，只会降温五十摄氏度左右，高温省煤器只能吸收设计值百分之六十五的热量。出现这种状况的原因是因为受热面积太少，达不到吸收热量设计值的标准；还有可能是高温省煤器中的积灰问题导致的传热故障。省煤器因为其设计的面积太小，导致了高温省煤器的超高温。因此，想要对锅炉的省煤器进行优化与改造，就必须扩大其换热面积。而且锅炉尾部的低温区会使烟灰中的颗粒物硬化，这会对省煤器造成一定的磨损，所以必须防治省煤器的磨损。结合计算与分析，运用螺旋肋片管来替换光管，能够使省煤器的受热面积得以增大，并且能够减少省煤器的磨损。
2省煤器爆管原因分析
（1）设计因素。一是锅炉设计中存在的问题。二是设计选用受热面系数不合理，使炉膛出口烟温实测值比设计值高。三是省煤器系统结构设计和布置不合理。四是设计的烟速不合理，若设计的烟速过高，磨损严重。若烟速太低，飞灰易于在管壁上沉淀，所以必须保证合适的烟速。（2）从制造、安装、维修方面的因素。一是管材本身存在缺陷、质量差。二是安装不合格。三是施工焊接质量问题。（3）运行状况因素。一是给水品质不良。二是燃烧煤种偏离设计煤种。三是受热面外部积灰加重导致省煤器换热不良，加剧烟气对管子的磨损、腐蚀。四是管束振动，形成永久变形。
3 锅炉省煤器的改造过程分析
螺旋肋片管的质量较为轻盈，并且其体积也很小，耐磨的性能非常好，而且具有很好的传热性能，能够使锅炉在运行的过程中更加的节能与稳定。同样的长度之内，螺旋肋片管省煤器是光管省煤器受热面积的六倍左右，而前者的换热量也是后者的三倍左右。在对省煤器进行改造与优化的过程中，应当选用高温钎焊螺旋管这种新型的材料，并且我国对于高温钎焊螺旋管的生产技术已经逐渐的完善。通过分析与计算，运用、（肋片厚度）（高度）（肋距），将螺旋肋片管省煤器进行交错布置。
3.1 省煤器的节能改进要求
不能改变省煤器进出口联箱的标高位置以及后烟井的尺寸，而且省煤器的热力性能必须得到大幅度的提高，而且必须保留足够的检修空间，以便于在设备故障的情况下能够有效的进行检修。
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3.2 省煤器的节能改造策略
将省煤器的管束从以往的光管转换为螺旋肋片管，并且扩大其管径，这样不但能够使省煤器的传热性能得到有效的增加，还能提高省煤器管束的自动清灰能力。
3.3 省煤器的节能改造方案
在高温省煤器以往的空间基础之中，（[宽][长][高]）布设出178根螺旋肋片管省煤器，并且左右分为两组进行交错排列布置，它的横纵向排数是，横纵向节距为。将燃气冲击波吹灰器安装于高温省煤器之中，一共安装三十八组，并且将这些吹灰器分别布置于管排中的上下两层，并且每层分别布置四组。
4火电厂锅炉省煤器改造技术要求
省煤器改造的技术要求主要是对管道的壁厚和弯管半径的要求。省煤器改造包括管道的布置形式、布置位置、管道数量等内容，主要任务就是省煤器管道的更换和重新布置。
管道厚度是影响管道使用寿命的主要因素，选用管道时还需要考虑经济性的因素。综合管道的使用寿命和管道经济性，一般省煤器管道的壁厚选用3.8mm，如果有需要也可以设置成4.0mm。
管道在弯曲时，如果半径过小，在弯管时会形成局部管道减薄，从而影响管道的使用寿命。所以为了避免弯管时对管道造成损伤，需要在满足结构要求的前提下，适当增加管道弯头的半径，从而保证管道的使用寿命。
省煤器管道肋片和防磨护铁的技术要求。省煤器管道的肋片需要平整和光滑，不能有太多的褶皱。一般肋片的起伏波面的展开总长度不大于肋片展开总长度的8%。防磨护铁需要平整和光滑，在焊接时要保证焊接质量，不能对周围管道造成损伤。
5火电厂锅炉省煤器运行优化和改造方案
影响省煤器安全运行的因素主要有两方面，一方面是省煤器管道积灰造成管道的受热不均，进而造成管道疲劳，从而发生爆管事故；另一方面是管道受到烟气或者吹会气流的吹损，从而造成管道的磨损，造成爆管事故。所以省煤器的运行优化主要从以下两方面进行：
减少省煤器管道表面的积灰。定期对省煤器管道进行清灰是减少管道积灰最重要的方式。另外对在管道布置时采用错列的方式，也能够有效的减少灰尘的积聚。
降低管道的磨损。可以在省煤器管道易发生磨损的部位增加防磨护铁。另外降低烟道中烟气的烟速也能够很好的起到降低磨损的作用。
省煤器改造主要是为了提升省煤器的换热效率，降低省煤器的爆管危险，提高其使用寿命。
省煤器管道改造。省煤器管道半径和省煤器磨损成反比关系。
选用尺寸较大的管道时能够有效的降低管子的磨损。因此在经济条件允许的前提下可以将38mm的管道改为40mm甚至更高。
省煤器受热面布置改造。省煤器布置可以有顺列布置和错列布置两种形式。错列布置有利于吹灰和换热，可以将顺列布置的管排改成错列布置。管道间距会对烟速造成影响，因而需要根据需要的烟速合理布置管排的间距。
对省煤器管道加装换热肋片。增加肋片能够有效增加省煤器管道的换热面积，从而提高省煤器的换热效率。
在省煤器管道易磨损位置假装防磨护铁。
6结语
本文主要对省煤器的优化改造进行了研究，给出了具体的优化和改造方案，所得结果对提升锅炉效率，降低出口烟气温度具有重要意义。
参考文献
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论文作者:项超勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
标签：省煤器论文; 管道论文; 锅炉论文; 高温论文; 火电厂论文; 磨损论文; 烟气论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;