1 概况 深圳钰湖电力有限公司PG9171E型燃气-蒸汽联合循环机组,在2011年完成“油改气”工程前,燃机一直燃用重油还混合一些油渣燃烧发电,烟灰产生较多。在余热锅炉高压省煤器(3)低压省煤器、除氧蒸发器器和凝结水加热器模块受热面上的燃料腐蚀物多,沉积也多,特别在管板处,沉积物容易堆积,长期运行严重影响了受热面的换热效果,导致机组效率下降,严重影响了整套机组的热效率。根据以上情况,深圳钰湖电力在锅炉专项技改项目中,对余热锅炉受热面进行了改造。 项目主要是针对原有鳍片管进行节能改造,在原模块上用新型鳍片管更换余热锅炉高省(3)及低压省煤器模块鳍片管、除氧蒸发器模块鳍片管和凝结水加热器模块鳍片管。通过改造,提高了锅炉的整体热效率,进一步改善了热能的利用工况,优化能源综合利用,减少能源损失。 2 节能改造部件的结构和主要功能 2.1 锅炉高压省煤器(3)低压省煤器模块鳍片管 锅炉高压省煤器(3)低压省煤器模块安装在锅炉的第八个模块上,原采用的鳍片管为整体型鳍片管,节距大、鳍片厚、空间结构大、不易积灰,在以重油为燃料的机组中得到较好的应用。 它的作用是利用燃机排气的余热加热给水系统的水,然后高压省煤器(3)的热水进入高压省煤器(2)继续吸热,低压省煤器的热水进入低压汽包。在吸热回收烟气热能的同时,减低烟气出口温度,减少热能损失,达到循环利用的目。 2.2 锅炉除氧蒸发器模块鳍片管 锅炉除氧蒸发器模块安装在锅炉的第九个模块上,是除氧热力系统热能的主要来源处。 它的作用是加热除氧器水箱的给水,然后重新回到除氧器,加热给水,并利用这部分热能使溶解在除氧水箱水的气体进行分离,减少给水中的不凝结气体,改善给水品质,避免因给水中含氧超标造成锅炉汽水系统的管道和设备腐蚀,延长设备的使用寿命,保证机组的安全稳定运行。 2.3锅炉凝结水加热器模块鳍片管 锅炉凝结水加热器位于锅炉烟气的最末端,环境烟气温度较低,属于低阶梯的能源。原有的凝结水加热器的鳍片管采用整体型螺旋鳍片管,其基管较大、鳍片较厚、节距较大。 它的作用是加热凝结水给水,然后进入除氧器,作为锅炉给水的重要热能来源之一。 3 节能改造的方案和实施 综合机组的安全性和实效性考量,余热锅炉受热面的优化方案如下: (1) 余热锅炉高压省煤器(3)低压省煤器的大节距厚鳍片改为小节距薄鳍片; (2) 余热锅炉除氧蒸发器的整体型大节距厚鳍片改为开齿型小节距薄鳍片; (3) 余热锅炉凝结水加热器的大基管整体型大节距厚鳍片管改为小基管开齿型小节距薄鳍片管。 3.1高压省煤器(3)低压省煤器鳍片管鳍片改造 锅炉的高压省煤器(3)低压省煤器的鳍片管装有整体型螺旋鳍片,其作用是增大鳍片管的与烟气的接触面积,增强鳍片管吸热效果,减少烟气热能的损失。 原有的鳍片管的鳍片节距比较大、鳍片也较厚,目的是为了适应在以重油为燃料时的固体颗粒磨损严重和较易积灰的工作环境,吸热效率较差。在”油改气”后,燃机以天然气为燃料,排出的烟气清洁,为改善该受热面的运行经济性,选择高效率的鳍片管,以增加热能回收。将余热锅炉高压省煤器(3)低压省煤器的大节距厚鳍片改为小节距薄鳍片。 原鳍片管的基管直径φ42㎜、鳍片高度16㎜、鳍片厚度1.2㎜、节距6.49㎜的鳍片管,改进后,鳍片管的基管直径φ42㎜、鳍片高度16㎜、鳍片厚度1㎜、节距6.2㎜的鳍片管。改造后的鳍片管鳍片紧凑,换热面积增大,提高了换热效率,也增加了产生的汽水量。 3.2 除氧蒸发器鳍片管鳍片改造 原有的除氧蒸发器鳍片采用整体型螺旋鳍片。原鳍片管为整体型螺旋鳍片管,具有肋化效果好、节距大、鳍片厚等特点,具有耐磨和不宜积灰优势,适用于多灰分的烟气工作环境,但对完成“油改气”后的余热锅炉,整体型鳍片管已不适应燃气燃烧烟气的高效经济性要求。为提高该受热面的换热效率,降低锅炉烟气排气温度,将原整体型螺旋鳍片管改进为开齿型螺旋鳍片管,同时减小鳍片的厚度和节距。
原除氧蒸发器鳍片管的基管直径φ42㎜、鳍片高度16㎜、鳍片厚度1.2㎜、节距6.49㎜。改进后的受热面鳍片管基管直径φ42㎜、鳍片高度16㎜、鳍片厚度1㎜、节距6.35㎜。 3.3 凝结水加热器鳍片管改造 凝结水加热器的鳍片管材质为ND钢,一种耐硫酸低温露点腐蚀用钢,避免锅炉烟气温度低造成受热面管低温腐蚀。为降低锅炉出口烟气温度,更好的利用锅炉烟气热能和避免因此前烧重油残余硫化物灰分腐蚀引起的腐蚀爆管,在此次改造中,对凝结水加热器模块的鳍片管进行更换,并使用新式鳍片管,将原大基管大节距厚鳍片管更换为小基管小节距薄鳍片管。原除氧蒸发器鳍片管的基管直径φ42㎜、鳍片高度12㎜、鳍片厚度1.2㎜、节距8㎜。改进后的受热面鳍片管基管直径φ38㎜、鳍片高度14㎜、鳍片厚度1㎜、节距4.23㎜。2 节能改造方案的效果和分析 通过比较余热锅炉各受热模块进出口烟气温度、汽机负荷改造前后的统计数据,得出结论,机组整体性能有显著的提高。 4.1 节能改造前后各受热面烟气参数比较 改造前后,余热锅炉高压省煤器(3)低压省煤器、除氧蒸发器和凝结水加热器在基本负荷模式下的运行参数,见表4-1。 表4-1 锅炉节能改造前后改造模块的运行数据
|