(一)H型鳍片式省煤器技术

贵公司省煤器磨损严重吗？贵公司锅炉排烟温度高吗？

我所将向贵公司提供一种超耐磨磨损寿命提高3-4倍、锅炉排烟温度可降低30℃、积灰少、价格便宜的省煤器改造技术。

H型鳍片管介绍

方型肋片电阻焊焊在管子上形状像H，故称H型鳍片管或称H型肋片管。

H型鳍片管顺列布置。

H型鳍片管优点

一、超耐磨，可提高磨损寿命3-4倍。

1、原理：由于历史原因，我国早期省煤器采用错列布置烟速9m/s左右，错列布置由于气流方向改变，第二排磨损最厉害，第二排是第一排磨损量的2倍，以后各排磨损量比一排高30%-40%。顺列布置第一排与错列布置相同，以后各排由于气流冲击不到管子磨损轻。在其它相同条件下，顺列布置的最大磨损量比错列管少3-4倍。

2、根据：1984年CE公司的KDL试验室试验结果：

顺列布置第二排管子磨损率比错列布置第二排管子低25倍，不论何种布置第一排管子比错列布置的第二排管子低2-4倍(见蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用)。

3、根据2：岑可法，锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算，P484称：在其它相同条件下，顺列管束的最大磨损量比错列管束减少3-4倍。

4、根据河津电厂日本350MW螺旋片省煤器运行实践表明，顺列布置螺旋片省煤器磨损有如下规律：

  (1)磨损发生在螺旋前进方向一侧；

  (2)磨损最严重部位发生在螺旋前进方向一侧, 靠近肋片皱折处管子根部附近区域

这是由于螺旋肋片的旋转,螺旋肋片旋转形成的肋片表面是一个空间曲面，肋片加工过程中形成的皱折所造成的.

而H型鳍片省煤器鳍片笔直,即不旋转，表面平行气流和加工不形成皱折，故可以克服螺旋片省煤器磨损严重问题；

5、作用：华北电业局有 各厂各型锅炉减少一次临修的经济效益。670t/h锅炉150万410 t/h锅炉50万

二、积灰少

1、H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧，而气流笔直地流动，气流方向与鳍片平行，鳍片不易积灰。

2、H型鳍片中间留有4-10mm间隙，可引导气流吹扫管子鳍片积灰。

3、螺旋片由于肋片螺旋角引导气流改变方向，肋片管积灰比较严重，对不于不形成松散性积灰的省煤器，不能采用。现场运行实践表明：H型鳍片管不积灰，而螺旋片鳍片积灰严重。

4、纵向鳍片管由于鳍片焊在积灰迎风面和背面，由于气流沿鳍片流动，气流到管子处改变方向形成漩涡，形成积灰。

5、H型鳍片由于两边形成笔直通道，可取得最好的吹灰效果。

6、格林公司图片：H型鳍片不积灰，螺旋型肋片积灰严重。

7、蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用中的图片：螺旋型肋片积灰严重。

8、美国采用螺旋肋片管出现了堵灰和飞灰磨损情况，鲍文电站3号炉、4号炉，纳弗桥电厂1号炉、3号炉。

三、受热面扩展充分可降低排烟温度30℃

1、受热面扩展充分，受热面可增加2-3倍，可降低排烟温度30℃。

2、根据蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用125MW锅炉改造，排烟温度可降30℃。

四、造价便宜

1、马头电厂四号炉改造：光管190.5 万，纵向鳍片管305.94万，H型鳍片管205万。

2、670t/h锅炉，Ｈ型鳍片管重量是光管７９％，纵向鳍片管理工作８７％。

五、锅炉常用扩展受热面比较

目前国内省煤器扩展受热面为：Ｈ型鳍片管、纵向鳍片管、膜式省煤器、螺旋肋片管。根据国内外省煤器改选实践，一般认为：Ｈ型鳍片管为优，纵向鳍片为良，膜式为较差，螺族肋片管为差。

1、根据蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用中结论：这些对运行多灰烟气中存在着排烟温度偏高、省煤器磨损、堵灰及积灰严重等问题的锅炉，蝶形鳍片管省煤器提供了一条有效的解决途径。过去经验证明，采用其它形式改造设计一般是难以达到的。

2、现代电站锅炉及其改造在分析了Ｈ型优点后提出，因此尽快开发出我国自行生产的Ｈ型省煤器是十分必要的。

3、螺旋肋片管所以为差是因为螺旋肋片管易积灰、易磨损。

1)螺旋肋片管积灰多的原因：螺旋管引导气流旋转，灰粒与烟气分离，易形成积灰；另一原因是肋片与气流不平行，背面易积灰。

2)格林公司图片：H型鳍片不积灰，螺旋型肋片积灰严重。

3)蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用中的图片：螺旋型肋片积灰严重。

4)美国采用螺旋肋片管出现了堵灰和飞灰磨损情况，鲍文电站3号炉、4号炉，纳弗桥电厂1号炉、3号炉。

5)现代电站锅炉技术及其改造称：螺旋角与烟气流之间夹角接近８－１０°，肋片根部磨损相对较重，尤其在肋片较宽、缠绕速度过快，在肋片内圈由于压缩出现皱折，肋片根部地方容易发生磨损。通辽发电厂螺旋肋片管，第一二层磨损较重，甚至将肋片磨掉。

河津电厂日本35MW螺旋片省煤器运行实践表明:螺旋肋片式省煤器磨损严重。

4、膜式省煤器的缺点：由于整片省煤器焊在一起，热应力大，易撕裂；制造困难，易咬边；霍州电厂采用了此方案问题很多。膜式省煤器传热系数小于纵向鳍片。

5、纵向鳍片一般是错列布置，磨损寿命比Ｈ型鳍片少，重量比Ｈ型鳍片重。

文 献

 

1、蝶形肋片省煤器在多灰烟气中的应用，上海锅炉厂有限公司

2、锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算，岑可法

3、英国ＧＲＥＥＮＳ　H型鳍片管省煤器应用于燃煤锅炉　

4、现代电站锅炉技术及其改造   H型省煤器

5、国网新源控投有限公司马头发电厂 4号锅炉低温省煤器改造论证报告

6、开封发电厂3号炉尾部受热面改造

7、开封火电厂3号炉降低排烟温度的技术改造

8、永安火电厂改造省煤器减少设备磨损

9、永安火电厂6号炉热效率试验报告

(二)纵向鳍片式省煤器技术

　　我国早期生产的锅炉省煤气设计烟速大都在9m/s以上，近些年电厂使用燃料发热量低、灰分高，再加上有些锅炉省煤气结构缺陷，使得省煤器磨损十分严重，省煤器磨损泄漏是困扰电厂安全运行的重要问题，鳍片式省煤器和H型鳍片式是解决上述问题的最佳途径。

    用鳍片式省煤器替代光管省煤器，可以增加烟侧换热面积，增大烟气流通截面，降低烟速，减少磨损。由于管子的磨损速度与烟气的流速的3.33次方成正比，所以如果烟气速度从9ｍ/s 降低至7m/s , 则磨损速度就会降低至原来的 43% 。同时实验表明鳍片管本身有使飞灰向管排中间集中的作用，故采用鳍片省煤器在结构上有减轻磨损的作用。

    膜式省煤器也有上述特点，但是由于膜式省煤器整片蛇形管焊成一个整体，受热时本身内部存在一个很复杂的热应力状况，运行时有可能对管子撕裂，同时制造较困难。螺旋肋片式省煤器也可以做为扩展受热面形式，但支吊结构的实现和局部磨损的防止不易解决。所以本所不推荐采用上述两种方式。

　

工程实例

河津发电分公司日本350MW1205t/h锅炉螺旋肋片省煤器改为H型肋片省煤器。

一、设备概况

河津发电分公司2×350MW燃煤机组，配置的锅炉为三菱重工制造的亚临界、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、强制循环汽包型露天锅炉。型号为MB-FRR。

省煤器为顺列逆流非沸腾式，由水平蛇形管和垂直悬吊管组成，蛇型管采用φ45×4.5，螺旋肋片管共330根。

空预器为二台三分仓受热面转子转动空预器。

锅炉设计参数

 

该炉存在主要问题：燃煤灰分大，发热量低，省煤器肋片根部磨损严重。根据国内外省煤器制造和改造发展趋势，H型鳍片式省煤器对于防止磨损、降低温排烟温度、减少积灰优点非常突出。因此本报告拟采用H型鳍片式省煤器对其进行改造。

二、省煤器磨损严重分析

1. 磨损速度与烟气速度W^3.33 成正比

磨损速度与烟气速度不均匀系数Kw成正比 K_M =1.25

   磨损速度与飞灰浓度成正比

   磨损速度与飞灰浓度平均系数成正比 K_M =1.2

由于实际燃煤灰分高，发热量低，

烟气速度由8米/秒提高到8.6米/秒

磨损速度增加（8.6÷8）^3.33×1.25=1.59

飞灰浓度由17.82增加到23.66

磨损增加 23.66÷17.82×1.2=1.58

两项合计增加  1.59×1.58=2.51倍

2. 螺旋肋片管   当管子直径为φ45mm时，螺旋间距12.7，肋片叶面与垂直于管轴面平面形成肋片螺旋角为5.17度，即肋片形成的表面为空间面。

当气流通过肋片间时，肋片会引导气流偏转，灰粒由于惯性的作用在肋片附近灰粒会碰在肋片上，形成灰粒对肋片的磨损。在肋片根部由于加工形成的皱折且管子根部气流旋转半径小，会对肋片根部形成严重磨损。

3. 国内文献介绍

 现代电站锅炉技术及改造  p254

 肋片管的肋片是连续缠绕的，其螺旋角与烟气流向之间的夹角接近8~10度，尽管与最大磨损冲击角30度偏离较多，但在肋片根部的磨损是相对较重的，尤其在肋片较宽，制造过程中缠绕过快，在肋片的内圈由于压缩形成皱折，而烟气流速选择较高时，靠肋片根部的地方容易发生磨损，通过发电厂的螺旋肋片管第一第二层磨损较重，甚至将肋片磨掉。

我国螺旋肋片管烟速在7.14~7.8米/秒，大部分在7.5米/秒以下，详见p250表4~5

前苏联烟速5~6.5米/秒

日本燃用优质煤省煤器烟速10米/秒

三、河津电厂肋片式省煤器磨损特点及其分析

河津电厂近期发生一起省煤器磨损事故，由于处理非常及时磨损部位未被破坏，对磨损管进行观察发现有下述特点：

1)沿管子周围磨损部位是不对称的，把管子立起来，右旋螺旋肋片管子右边30~70℃范围内磨损严重，管壁在0.5mm左右。管子左边肉眼观察不到管子直径变化。右边肋片磨损比左边严重，右边肋片有部分全部磨掉。          

 分析：由于螺旋肋片旋转肋片形成的曲面是个空间平面。如：下图所示右旋肋片，肋片下部向上。由于肋片引导气流偏转右旋肋片气流向上偏转，左部向下偏转，由于惯性作用，右部灰粒会撞在B面上，即左部灰粒不会撞在B面上，A面由于下部向上，而不撞在A面上。

2)在右旋肋片根部皱折处附近管子磨损最为严重部位有明显的规律性，河津磨损管子在相同位置处有四个明显的磨损坑和磨穿小孔。

在此形成最严重磨损部位是由于气流与管子周围气流旋转，气流沿肋片螺旋倾角向上偏离，在肋片皱折处气流偏转三个因素引起气流偏转而由于惯性的作用引起的气流与灰粒分离，使灰粒撞在此部位的几率大大增加。因此此部位磨损最为严重。

因此形成肋片管磨损的不对称和在皱折处理附近管子形成最严重磨损是由于下述三个因素：

1、螺旋肋片的旋转。

2、由于螺旋肋片旋转形成的肋片表面是一个底部向上的空间曲面(管子立起来观察)。

3、肋片在加工过程形成的皱折。

这些因素都是螺旋肋片结构及制造特点所决定的，是不可能消除的。

四、改造方案

五、方案热力计算

主汽流量	1205	1120
给水温度	285	285
冷风温度	30	13
空预器入口过量空气系数	1.2	1.2
炉膛出口烟温	1039	1039
二再出口烟温	927	927
高再出口烟温	842	842
后墙引出管出口烟温	814	814
低过引出管出口烟温	767	766
转向室出口烟温	742	743
低过出口烟温	481	481
低省出口烟温	346	346
排烟温度	143	132.3

六、投资估算