安阳发电厂提升再热汽温改造简述

安阳发电厂提升再热汽温改造简述

李飞

（大唐安阳发电厂河南省安阳市455004）

摘要：本文通过对安阳发电厂#9、#10锅炉再热汽温偏低问题进行分析，探讨再热器增加受热面面积的必要性，针对再热汽温偏低、增加受热面方式进行分析，提出多个改造性方案，选出最优方案，使机组达到节能降耗、安全经济运行的目的。

关键词：汽温；受热面；效益；节能

一、项目提出背景

安阳发电厂#9、10炉同为东方锅炉厂生产相同炉型、相同结构的300MW级锅炉，#9、10号机组在汽轮机通流改造后，汽轮机高压缸提效，高压缸排汽参数降低，造成#9、10炉再热器入口温度与设计值有较大偏差，#9、10机组汽轮机通流部分改造后实际运行使高压缸排汽温度降低了13～20℃，是造成再热器出口温度达不到设计值的主要原因。由于四角切圆锅炉残余旋转造成锅炉左右侧烟温和流速偏差，后屏过热器部分管屏超温，为控制管屏超温投入大量过热器减温水，造成过热器出口欠温，导致高排温度降低，进一步加剧再热器出口欠温。因此，为解决#9、10炉进行通流改造后出现的再热器欠温问题，需要适当增加中温再热器、高温再热器受热面积和提升后屏过热器材质，以保证正常运行时过热器和再热器出口汽温达到设计参数。

二、锅炉再热器运行现状

#9、#10锅炉为亚临界自然循环汽包锅炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、钢构架、固态排渣、燃煤锅炉。

从#9机组锅炉试验数据看出，改造前各负荷工况下壁再入口汽温较高，高再出口汽温在529～536℃。改造后200MW负荷以上时，壁再入口汽温317～323℃之间，高再出口汽温在525～534℃之间；200MW负荷及以下负荷时，壁再入口汽温308～310℃，高再出口汽温在497～499℃，低负荷再热汽温偏低。由于汽轮机高压缸效率提高，改造后300MW工况与改造前285MW工况相比，高排温度降低6℃左右，改造前后主汽压力相差1.5MPa对高排汽温影响7℃左右，因此汽轮机通流部分改造影响高排温度13℃左右。

从#10机组锅炉试验数据看出，改造前200MW负荷以上壁再入口汽温较高，高再出口汽温在535℃左右，150MW负荷下壁再入口汽温315℃，高再出口汽温496℃。改造后壁再入口汽温316～326℃之间，高再出口汽温在517～529℃之间。由于汽轮机高压缸效率提高，改造后300MW工况与改造前相比，高排温度降低20℃左右。

三、改造的必要性

#9、10机组进行了通流部分改造，导致高排温度降低，致使再热汽温明显偏低，影响煤耗，严重影响机组经济性。由于再热汽温偏低，汽轮机末级叶片易出现水蚀现象，可能会造成叶片断裂，危害到机组安全运行。

四、改造方案探讨

4.1改造方案分析

4.1.1敷设卫燃带的方法使火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，相应再热汽温升高，但同时也使后屏吸热量增加、后屏超温现象加重，排烟温度升高，结焦可能性增加，机组的经济性和安全性下降，因此不建议采用此种方案。

4.1.2通过改进再热器布置，或改变再热器管子型式也能增加其吸热量，不过改动工程比较大，因此不推荐采用。

4.1.3#9、#10锅炉再热器由三部分组成，壁式再热器、中温再热器、高温再热器，中温再热器与高温再热器之间未设集箱。从受热面布置来看，可以增加壁式再热器面积、中高温再热器面积，或者在尾部增加低温再热器；另外由于后屏过热器超温情况比较突出，可适当考虑减少后屏受热面积，降低吸热量，提高管内蒸汽流速，达到降低后屏管壁温度的目的，保障后屏运行安全性。

4.1.3.1增加壁再换热面积，不仅增加再热器吸热量，还能降低炉膛出口烟温、减少后屏吸热量，从而缓解后屏过热器管壁超温现象。但水冷壁、壁再都需要相应进行改动，工程量过大、工期长、造价偏高，因此不建议对壁再进行改造。

4.1.3.2通过调研及分析比较，提出了三种改造方案，方案一是将中再原设计14根套管增加为16根套管，新增2根管出中再后直接进入高再出口集箱；方案二是将中再原设计14根套管增加为17根套管，新增3根管出中再后直接进入高再出口集箱；方案三将中再原设计14根套管增加为16根套管，新增2根管出中再后再进入炉内，成为高再外圈管，最后出炉外跟原设计高再第一根、第二根管分别合并后进入高再出口集箱。

三个改造案均可提升再热器出口温度，对过热蒸汽温升影响很小，主蒸汽温度虽略有下降，但可适当减少过热器减温水量；降低炉膛出口烟温，有利于降低排烟温度、提高机组经济性，因此，三个改造方案均可行。

4.2改造方案比较和环保效益

根据改造方案一，#9、#10锅炉改造后，机组供电煤耗降低，机组额定功率320MW，按年利用小时5500小时计算，每台机组年节约标煤量为1930.8吨，每年减少CO2排放5020.1吨，减少SO2排放46.3吨。

根据改造方案二，#9、#10锅炉改造后，机组供电煤耗降低，机组额定功率320MW，按年利用小时5500小时计算，每台机组年节约标煤量为2376.4吨，每年减少CO2排放6178.6吨，减少SO2排放57.0吨。

根据改造方案三，#9、#10锅炉改造后，机组供电煤耗降低，机组额定功率320MW，按年利用小时5500小时计算，每台机组年节约标煤量为2420.9吨，每年减少CO2排放6294.3吨，减少SO2排放58.1吨。

综上所述，方案一再热器增加受热面略少，投资少，收益较低。方案二与方案三的受热面增加较多，投资高、收益也高；方案二、方案三每年节约费用较多，长期收益较好，主要差别在于是否增加高再的受热面积，受热面布置方式不一样，但两个方案对再热蒸汽流量的分配、再热器壁温的影响差别较小。综合考虑，优选方案三。

五、改造方案实施

依据改造方案的基本原则和思路，结合#9、10锅炉再热器的具体结构，本次再热器改造方案具体如下：

通过中温再热器炉外三通管变化，将中再原设计14根套管增加为16根套管，新增2根管出中再后经过规格变化后再进入炉内，成为高再外圈管，并延伸到下部，最后出炉外跟原设计高再第1跟管合并进入再热器出口集箱。

将原设计高再第7根向下延长约6.3米

中温再热器新增2圈管炉内部分前段为12Cr1MoV，下部及后面高温区为T91；炉内管子规格均为：Φ60×4。新增2圈管出口炉外连接管均为T91，规格分别为：Φ70×5和Φ42×4。

高温再热器新增加的外圈管炉内全部为TP347H，规格均为：Φ60×4。高再出口炉外部分连接管原设计各管规格均有变化：原设计高再出口炉外连接管变为Φ38，壁厚从5.5到6.5变化。

中温再热器新增2圈管的外1圈管，以及高温再热器新增的外1圈管，在有吹灰器的位置相应增加防磨罩，以防止蒸汽吹损新增管子。

再热器改造方案，新增中温再热器受热面积为：323m2；新增高温再热器受热面积为：394m2；计算再热器额定工况温升增加约20℃。

六、总结

#9、10锅炉通过再热系统受热面改造，提高了再热汽温，调整燃烧时火焰中心可适当下移，有利于减少后屏吸热量、降低后屏管壁温度，提高锅炉燃烧稳定性和燃烧效率，同时可以降低排烟温度，提高锅炉效率，使机组安全性以及经济性得到提高。

作者简介：

李飞，男，大唐安阳发电厂锅炉专业。通讯地址：河南省安阳市殷都区华祥路1号，邮编：455004，邮箱：zcafei@163.com