副省煤器
技 術 方 案

2.1工程特點

（1）本工程是作為爐外降低排煙溫度改造而提出的。按照熱力節(jié)能原理，降低排煙溫度的重點必須放在爐內，這里回收煙氣預熱的節(jié)能量最大，只有爐內措施已無 可能，才應該考慮爐外加裝低壓省煤器、繼續(xù)降低煙氣溫度。因此，本工程的特點是回收熱量的能級較低、傳熱溫差較小，以盡可能在不利的設計條件下取得最大的 節(jié)能效果。
(2) 考慮到實際的排煙溫度較低，本工程遇到防止低溫腐蝕、減輕受熱管磨損、降低煙道壓降等一系列問題，必須慎重應對。
(3) 在技術經濟比較的基礎上，合理設計煙溫的降低值為不低于50℃。

2.2  基本設計思想

(1) 可靠性原則。所有設計參數(shù)的選定必須首先考慮機組運行可靠，然后按照廠方提供的關于副省煤器技術參數(shù)進行設計制造。
(2) 經濟性原則。在運行可靠的前提下，盡可能增大換熱溫差，減少換熱面的體積和重量，減少設備投資。
(3) 優(yōu)化原則。爭取回收熱量的能級最高。
（4）安全原則。合理控制受熱面金屬壁溫，避開煙氣露點。這是保證受熱面不泄漏的前提條件，所有方案必須首先滿足這一條件。給水預熱器采用兩段或三段式排 布，如果一段出現(xiàn)泄漏后可關閉進出口閥門，另外一段或兩段還可使用，且方便檢修，同時每段需加安全閥，安全閥起跳壓力為1.47Mpa。

 

2.3．節(jié)能分析

根據(jù)上述設計指導思想，鍋爐回收煙氣熱量是作為外部熱量輸入回熱系統(tǒng)的。

三、設計方案介紹

3.1．系統(tǒng)簡介

副省煤器的熱力系統(tǒng)由于實現(xiàn)了介質、煙氣的逆向流動，一方面可大大提高副省煤器的傳熱系數(shù)，解決布置危機；另一方面，可使排煙溫度的降低不受介質出口水溫的限制，最大限度地降低排煙溫度。
副省煤器在煙氣流阻限制較嚴格的情況下，可使煙氣側流阻控制在允許值之內。蛇行管屏吊掛在管箱頂部的小橫梁上，小橫梁兩端通過大橫梁將重量傳至立柱上。
副省煤器在設計分水流量下，可降低排煙溫度20℃以上，通過調節(jié)低壓省煤器的進水溫度（根據(jù)煤的含硫量），還可對排煙溫度的降低幅度做一定的調整。

3.2其它設計說明

3.2.1防止磨損采取的技術措施

副省煤器的磨損問題是國內外各鍋爐普遍存在的問題，也是本次改造要考慮的技術要點之一。
（1）將副省煤器受熱面布置在電除塵器之后，煙氣中的絕大部分（99.9%）的灰分被電除塵分離，流經低省受熱面的煙氣中只含有微量的細灰，為避免副省煤器受熱面磨損創(chuàng)造了有利的環(huán)境條件。
（2）受熱面換熱管采用鎳基滲層高溫釬焊螺旋翅片管，這種換熱管基管與翅片表面滲有含鎳、鉻和磷的合金，極大提高了管子表面硬度和耐磨性，實驗表明，鎳基滲層零隙阻釬焊螺旋翅片管的維氏硬度為普通管的2-3倍。
(3)采用大管徑管，由于磨損速度反比于管徑的一次方，可有效減輕受熱面的磨損；
(4) 螺旋翅片起到抑制貼壁流速的作用，這種結構特點可延長低壓省煤器的磨損壽命；
(5)煙道內部的煙氣動力場均經過數(shù)值計算和優(yōu)化處理，防止煙氣偏流的發(fā)生；
(6)設計上避免出現(xiàn)煙氣走廊、煙氣偏流、局部漩渦；
(7) 在所有彎頭、煙氣走廊部分，設計安裝防磨設施。

3.2.2 防止低溫腐蝕采取的技術措施

本設計方案考慮到本廠燃用煤的硫分，運行煤種平均達到0.8%，收到基全水分達到9%，設計過程中應慎重考慮受熱面的結露腐蝕問題。
（1）本次設計的副省煤器的熱力系統(tǒng)，采用了低加出水溫度、流量可調的并聯(lián)供水方式，設計進水溫度為84℃，管子壁溫處于87.5℃一117.8℃范圍。這個范圍，可保證絕大部分管排溫度高于煙氣露點，不會發(fā)生受熱面的低溫腐蝕。
（2）為提高進口管排的最低壁溫，將進水管排設計在煙氣入口段（四排小順流管），小順流管排材質均采用耐腐蝕的ND鋼、避免產生低溫腐蝕。

3.2.3 防止積灰采取的技術措施

關于防止受熱面積灰，也是本設計重點考慮的因素。
（1）受熱面布置方位上避開高灰分區(qū)域。將副省煤器受熱面布置在電除塵器之后，煙氣中的絕大部分（99.9%）的灰分被電除塵分離。
（2）設計合適的煙速，保證將煙氣中灰分帶出。
（3）螺旋翅片起到抑制貼壁流速的作用，這種結構特點可防止換熱管上積灰的出現(xiàn)。
（4）本方案采用了防止低溫腐蝕的技術措施，可以有效保證受熱面金屬壁溫處于煙氣露點之上，避免“結露”現(xiàn)象的發(fā)生，從而避免了濕管壁粘灰現(xiàn)象的出現(xiàn)，可防止積灰的出現(xiàn)。

四、經濟性分析

實施本方案，可為干熄焦車間帶來如下經濟、環(huán)境效益：
（1）         利用了排煙余熱，可以提高循環(huán)熱效率，降低煤耗率；
（2）創(chuàng)造了鍋爐脫硫系統(tǒng)長期連續(xù)安全運行的煙氣溫度條件；在節(jié)水的同時降低了凈煙氣中的含濕量,保護煙囪。
（3）節(jié)省燃煤的同時，減少了粉塵，CO₂和SO₂,NO_x等污染物的排放，環(huán)保效益顯著。
以下重點分析煤耗降低。
4.1計算原理簡述
采用等效熱降法進行熱經濟性計算。將副省煤器回收的熱量作為煙氣余熱送入鍋爐回熱系統(tǒng)。
4.2 節(jié)水量計算
節(jié)水量計算見表4-5。
 
表4-5  節(jié)水量計算

序號	項目	符號	單位	數(shù)值	單位注釋
1	進口煙溫	ty1	℃	125
2	出口煙溫	ty2	℃	105
3	煙氣放熱量	Q	kw	7018
4	噴水終溫	t1	℃	50	絕熱飽和
5	噴水初溫	t2	℃	20
6	噴水吸熱	Qw	kj/kg	2784
7	節(jié)水量	Djs	t/h	9.5831