省煤器分级改造后烟气温度偏差大原因及对策
（湛江中粤能源有限公司 524099）
摘要：宽负荷脱硝，省煤器分级改造，改造后置于两侧烟道的一级省煤器出口烟温偏差异常大，原因分析，改造给水管道布置结构，一级省煤器出口烟温趋于一致。
关键词：省煤器分级改造；两侧烟道省煤器出口烟温；偏差大；给水管道结构改造；出口烟温正常
Abstract：Widespread load denitrification，grade transformation of economizer，after the transformation of the first grade coal economizer outlet in both sides of the flue，the deviation of smoke temperature is very large，the cause analysis，the reconstruction water supply pipeline layout structure，the first grade coal economizer outlet smoke temperature tends to be uniform.
Key words：classification reform of economizer；The smoke temperature of the outlet of the coal shaft of the flue gas province；Large deviation；Transform the structure of water supply pipeline；Smoke temperature at the exit is normal.
1 前言
湛江某电厂2×600MW燃煤机组配套东方锅炉厂制造的DG2030/17.5-Ⅱ8型锅炉。锅炉为亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、脱硝反应器置于尾部双烟道中，全钢构架的Π型汽包炉。为了改善大气环境质量，符合国家与地方政府针对火电行业制定了日趋严厉的排放标准，湛江某电厂进行机组超低排放改造。改造其中的一项为省煤器分级改造，提高低负荷时脱硝入口烟气温度，满足现有脱硝催化剂的活性要求，从而实现宽负荷脱硝。
2 改造概况及运行情况
本锅炉由于先天设计的不足，蒸发受热面相对较少，过热受热面相对较多，在本次省煤器分级改造中，将原来布置的省煤器作为二级省煤器整体不变，然后割除减少一部分低温过热器及低温再热器，并在两个脱硝反应器出口烟道中并列安装一级省煤器，工质流向与烟气逆流布置，新增加的一级省煤器吸热量与割除的受热面吸热量相当，空预器入口烟气温度保持改造前后不变化。
原省煤器给水管道双管单侧引入，省煤器分级改造后，需要改造给水管道，给水管道改造前后示意图如下：
机组改造完成后，点火启动初期阶段，左右侧一级省煤器进口烟气温度一致的情况下，出现了出口烟气温度偏差大的现象，最大偏差温度达到了80℃，右侧一级省煤器出口烟道烟气温度296℃已达到了对应给水压力下的饱和温度，表明布置于右侧脱硝出口烟道的一级省煤器已出现了给水沸腾。通过检查两侧烟道负压，引风机电流，除尘器压差、烟道挡板门等情况排除了烟气侧堵塞和烟道尾部再燃烧的可能。引起烟气温度偏差大是由于布置在两侧烟道内的一级省煤器工质流量不均造成的。
3 原因分析
3.1 从改造后给水管道布置图中可以看出，左右侧的一级省煤器为对称布置，给水支管通径是DN286，不可能存在一侧异物堵塞或一侧工质沿程阻力过高的情况，可排除上述可能。
3.2 一级省煤器出口并列的两侧给水管道支管布置有U型膨胀弯，在锅炉点火升温升压和汽轮机冲转暖机过程，锅炉给水量较少，一般平均不超过100t/h，一级省煤器进口支管通径为DN286，对应流速为0.054m/s，给水流速极低，但锅炉点火初期的烟气温度也较低，远远低于对应给水压力下的饱和温度，左右侧一级省煤器换热量基本一致，因此两侧脱硝出口烟气温度偏差也基本一致，随着锅炉蒸汽参数升高，一级省煤器的入口烟气温度逐渐升高，而锅炉给水流量几乎不增加，一级省煤器吸收烟气热量增多，逐渐汽化，由于给水流速过低，不能及时带走蒸汽，蒸汽聚集在U型弯的顶部，产汽量大的一侧首先全部堵塞在U型弯的顶部造成汽塞，产汽量稍少的一侧，由于给水不停的推动，给水全部从产汽量少的一侧流动。随着烟气温度的提高，给水流量的增大（不足以带走蒸汽的临界流量下），脱硝出口两侧的烟气偏差越来越大维持到了机组并网带负荷，最大烟气温差达到80℃。
4 运行中烟气偏差大的消除
因低负荷时一级省煤器烟气温度不高于350℃，在碳钢安全承受温度下，不存在安全风险，可在运行中采取措施控制烟气偏差的情况下安全运行，为了消除烟气的偏差，采取如下措施：
4.1 关小烟气温度高一侧的脱硝烟气入口挡板门，减少当侧烟道的烟气流量，缓解烟气温度偏差继续扩大。
4.2 在安全的前提下，缩短机组并网带负荷的时间，尽快将负荷带上去，增大给水流量，提高给水压力，从而提高给水的饱和蒸汽温度，避免沸腾。
4.3 在机组负荷42MW，给水流量250t/h时，出现了温度偏差缓慢下降的趋势，当机组负荷达到128MW，给水流量465 t/h，给水饱和温度高于一级省煤器入口烟气温度时，温度偏高一侧的烟道出口温度急剧下降，两侧烟道出口温度快速趋于一致，汽塞在较高给水流速、给水变为欠饱和的状态（给水压力提高饱和蒸汽问题提高）的作用下，汽塞现象快速消失，机组进入正常运行。
5 给水管道改造彻底消除汽塞
根据产生汽塞的原理，有两种改造方案。第一方案是：在左右侧一级省煤器出口联箱水平导管处（即U型弯顶部）增加旁通管（DN30），将产生的蒸汽通过旁通管接入到二级省煤器入口，消除蒸汽聚集形成汽塞。该方案简单，改造量小，但是旁通管存在汽液两相流通，流速高冲刷严重，增加以后生产维护的工作量并存在一定的安全隐患。第二方案是：取消U型弯给水支管，将一级省煤器出口支管水平方向延长，重新进行给水管道热力计算，给水管道热应力满足设计要求。改造后给水管道并列支管不存在U型弯管道布置形式。一级省煤器产生的蒸汽可以及时通过管道流向二级省煤器入口。详见改造方案二示意图。
6 结论
6.1 新建机组或改造机组，在设计给水管道和水系统受热面时，都必须考虑管道的布置形式，禁止水系统受热面有U型或倒U型布置结构（除非确定任何工况下都是欠饱和水）。
6.2 亚临界锅炉省煤器设计在任何工况下都不应出现沸腾现象，省煤器蛇形管及悬吊管水温低于饱和温度10℃及以上。
6.3 制粉系统最低出力应和锅炉启动初期需要最小热负荷匹配，避免机组启动初期，燃料量过大，给水量过小出现省煤器沸腾现象，导致自然循环锅炉水循环恶化，水冷壁干烧现象。
6.4 应加装省煤器出口水温监控设备，运行值班员在机组启动或正常运行时应监控该温度，防止省煤器沸腾造成水循环停滞发生锅炉故障。
参考文献：
[1]浅析降低排烟温度之方法.宋玉森.2016.9
[2]排烟温度高的原因分析及治理.关玉龙 2013.2
[3]煤粉排烟温度偏高原因分析及应对措施.李海军.2011.7
论文作者:黄华汉
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/13
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