分离式橢圆热管低压省煤器设计方案的确定

发布时间：2014-02-08 06:49:14作者：admin浏览量：878

摘要：为了解决HG-1165/丨7.5-HM3型锅炉运行排烟温度高于设计值的问题，提出了采用一种分离式椭圆热管低压省煤器。阐述了 300 MW机组分离式椭圆热管低压省煤器的换热特点，根据不同的工况进

行设计，最终确定了适用于该型机组省煤器的改造方案。计算结果表明：改造后的机组在较短时间内即可收回投资，同时改善锅炉的

运行环境。

关键词：锅炉换热；省煤器；设计方案

引言

某热电厂1、2号机组HG - 1165/17. 5 - HM3 型锅炉为亚临界、一次再热、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包锅炉，配套C280/N350 - 16.67/537/537 型汽轮机为亚临界参数、中间再热、单轴、双缸、

双排汽、抽汽凝汽式汽轮机，QFSN -350 -2型发电机为水氢、氢冷却、静止硅整流励磁系统、三相隐极式

同步发电机。该机组自投产以来，锅炉排烟温度始终高于设计值,夏季排烟温度为160 ~ 170 °C、冬季排烟温度为150 ~ 160 T ,设计值为149 °C，造成布袋式除尘器中的布袋经常损坏，除尘效率降

低，锅炉效率降低，引风机叶片磨损严重，煤耗升高。为降低排烟温度，保证机组安全经济运行，华电招标有限公司设计研发了一种分离式椭圆热管低压省煤器，以改善运行工况，提高经济效益。

1椭圆热管及低压省煤器

1.1分离式椭圆热管

热管是一种高效传热元件，具有“热的超导体” 之称。电站用的钢-水重力热管是将翅片钢管抽成10-4 Pa真空，充人一定量的水，密封后制成。由于热管以潜热相变方式传热，有很高的导热性及均

温性，组成的热管换热器具有传热性能好、抗烟气酸腐蚀强、漏风极小、防积灰堵灰能力强、磨损轻、寿命长、维护量小、运行可靠性高等特点。分离式热管是对典型热管的一种创新，具有上年普通

整体热管的一切优点，可以将其加热段与冷却段分开，且可分片、分组自由布置,实现远距离热交换。楠圆型钢-水热管利用椭圆型翅片管制作而成，与普通圆型翅片管同等条件下相比，其管外迎气

流烟气冲刷面积增大，背气流形成的涡流区小，其传热性能可提高20%,阻力可降低40%。

1.2低压省煤器

低压省煤器与普通省煤器结构相同，其联结系统（工质侧）不同于锅炉上的其它省煤器，工质进出口联结在汽机热力系统的低压加热区，从某级低压加热器出来的凝结水，部分（并联系统，并在1个

或几个低压加热器之间）或全部（串联系统，串在2个低压加热器之间）进人布置在空气预热器后的低压省煤器中加热，加热后的水再返回低压加热器系统。

1.3分离式椭圆热管低压省煤器

分离椭圆热管低压省煤器是将分离式椭圆热管换热原理与低压省煤器原理有机地结合起来，利用排烟余热加热热力系统工质水的新型节能设备。将分离式椭圆热管低压省煤器应用于低压省煤器系统

时,分离式椭圆热管换热器吸热段吸收排烟余热，管内介质水吸热发生相变，通过导汽管（上升管）引到放热段,管内蒸汽释放汽化潜热，加热从低压加热区引出的部分或全部凝结水后，通过导液管 (

下降管）回到吸热段。由于椭圆热管传热性能好，可加大管排间距，降低烟速，使流动阻力更小（400 Pa左右），磨损较轻，寿命长。如果出现局部磨漏现象，由于每个热管组都是各自独立的，失效

的仅是一部分受热面，就不会发生串流问题而影响锅炉正常运行。

方案1、方案4、方案6工况人口水温较低，热管吸热段管壁温度易低于酸露点温度，会造成金属腐蚀,建议不采用。

方案2中I、n工况烟侧受热面积较小，排烟温度偏高（140

方案3中I、n工况能满足现场布置要求，但排烟温度偏高（140 T、135 T)，危及布袋除尘器的安全，建议不采用。工况排烟温度降低幅度大，煤耗降低幅度大，但受热面偏大，现场布置困难，烟侧

阻力增大，投资增加,建议不采用。

方案5中I、n工况排烟温度偏高，煤耗降低幅度偏小，建议不采用。IV工况排烟温度降低幅度大,煤耗降低幅度大，但烟侧受热面积大,建议不采用。方案5B[工况排烟温度降低合理，节煤经济性较好，

水流量较小,人口水温低于酸露点温度（比方案1、方案4、方案6的偏高），完全可以利用热管调温特性保证壁温高于露点温度，或者控制金属腐蚀在第I腐蚀区，也可在受热面冷端用抗腐蚀ND管材制

造,建议采用。

方案7为采用普通式椭圆型低压省煤器设计方案，将低压省煤器壁温腐蚀控制在第n腐蚀区，设计人口水温必须高于烟气露点，受低压省煤器出口水温接人低加点温度的限制，此方案经济性较低。

方案8为采用普通式椭圆型低压省煤器设计方案，将低压省煤器有限腐蚀控制在第I腐蚀区，金属壁温低于105 °C ,高于烟气中水蒸气饱和温度 25尤[3]，腐蚀量小于0.2 mm/a,所以要求人、出口水为

60 ~ 105 t。此方案因水侧换热系数远大于烟气侧，所以金属壁面最低温度近似为进口水温满足第I腐蚀区壁温要求，建议选择I设计工况，n工况因水流量较大不采用。