摘 要 35t/h抛煤机炉经过增容改造,提高了出力,由原来的35t/h增至42t/h,改造后运行稳定,消除了过热器超温现象,提高了锅炉运行的经济性.因此,结合本企业的实际,在安全条件允许、投资省的前提下,对锅炉实施增容改造是切实可行的.
关键词 增容 水冷屏 锅炉
1 前言
赤峰制药集团公司是以生产多种抗生素、植物提取药、化学合成药及医药制剂产品的大型综合制药企业.在生产过程中,能源消耗量很大,特别是蒸汽的消耗量更大.公司为降低成本,于1992年上马了热电联产工程.
热电厂现有WGC35/3.82-5型锅炉三台,锅炉总负荷为105t/h,蒸汽除供应生产用汽外,还承担着冬季的城市供热任务.近几年,随着公司的高速发展,生产用汽增长很快,原有的三台炉负荷明显不足,新上锅炉不仅投资大,而且场地窄小,根本布置不开.在这种情况下,与锅炉制造厂一起对现有的35t/h抛煤机炉进行了增容方面的研究,经过一段时间的改造和运行,取得了预期效果.
2 增容改造方案的可行性
2.1 炉膛容积热负荷QV和炉内受热面是否有余量
它们的确定依据两个原则:燃烧条件和烟气冷却条件.也就是说燃料要在炉内得到充分燃烧,并且烟气被炉内受热面冷却到合理的炉膛出口烟温.如果能满足这两个原则,则增容的关键问题得到解决.
WGC35/3.82-5型锅炉QV=632~640MJ/(m3·h)
当由35t/h增容至42t/h时,QV=812~829MJ/(m3·h)
经过锅炉制造厂的计算,这样的QV能够保证燃料在炉膛内燃烬.
WGC35/3.82-5型锅炉内受热面设计为140m2,出力增容至42t/h后,炉膛受热面不足,会造成炉膛出口烟温偏高,为此,采用在炉内增设四片水冷屏的办法来增加炉内受热面以降低烟温,使其达到合理的出口烟温.
2.2 汽包内汽水分离装置的汽水分离能力是否有余量
WGC35/3.82-5型锅炉的汽包内共有14个旋风分离器,根据机械工程手册锅炉篇推荐值:旋风分离器每只的平均负荷对中压炉为3~3.5t/h.因此,WGC35/3.82-5型锅炉的汽水分离能力为42~49t/h.能够满足出力增容至42t/h时汽水分离能力的要求.
2.3 尾部烟气流速是否在合理范围内
随锅炉容量由35t/h增容至42t/h,燃料量、烟气量都相对要增加1.2倍,这样对尾部受热面造成磨损加快.
通过对抛煤机炉的特性分析后得知:抛煤机炉约70%的燃料是在火床上燃烧的,烟气中所含的燃煤灰份仅为整个燃煤灰份的30%,抛煤机锅炉的烟气含灰量仅为煤粉炉的1/3.这样,省煤器、空气预热器处的烟速提高2~3m/s.
2.4 水循环的可靠性
水冷屏共四片,每片由12根Φ42×3.5管作为上升管,其流通面积S1=12×3.14/4×0.0352=0.01154m2
每片屏由Φ76×4管作为引出管,其流通面积S2=2×3.14/4×0.0682=0.00726m2
每2片由1根Φ108×4.5管作为下降管,其流通面积S3=1/2×3.14/4×0.0992=0.00385m2.
这样S2/S1=0.00726/0.01154=0.62,一般推荐值为0.6~0.8.
S3/S1=0.00385/0.01154=0.334,一般推荐值为0.2~0.3.
上述截面比均在推荐范围内,因此水循环是安全可靠的.
对两侧水冷壁引出管不变.原为5根Φ83×3.5下降管改为4根Φ83×3.5,封塞1根.一侧水冷壁共34根Φ60×3的水冷壁管,其流通截面为S1=34×3.14/4×0.0542=0.0778m2,4根Φ83×3.5下降管流通截面S2=4×3.14/4×0.0762=0.0181m2
因此,水冷壁管水循环也是安全的.
3 增容改造的措施
增容改造应当把安全可靠放在第一位,运用已取得的改造经验,尽量使方案充分利用原有设备的潜力,包括锅炉的辅助设备,达到既能提高锅炉出力,又能适当提高经济性.
3.1 汽包
由于增加了炉内水冷屏受热面,为了保证水冷屏的安全,采用由水冷屏上集箱大口径双管引出方案,需将汽包新开Φ64管孔8个,采用机械开孔,焊接后局部进行热处理.
3.2 水冷屏
为了增加蒸发受热面,增加炉内吸热,在炉内增加了4片水冷屏,每片为15m2,共45m2,使炉膛受热面积增至185m2.水冷屏上集箱标高为12.6m,水冷屏下部中心线标高为5.15m.为了安全可靠,向火面的两根管和最后1根管采用15CrMoG,其余为20#钢,管径均为Φ42×3.5.由于顶棚水冷屏管管距为110mm,管径为Φ60,其净空为50mm,故此处不需要让管.安装时应先拆除相关部分的炉墙,从让管处(或管间)将水冷壁弯管就位后再逐一与上下集箱焊接.由于后水冷壁管管距为80mm,则需要让管才能使水冷壁管通过.
3.3 支持设备
整个水冷屏是通过出口集箱,吊挂在锅炉顶棚梁上的,吊杆装置应牢固.
3.4 下降管和引出管
原侧墙水冷壁,每侧共有5根Φ83×3.5的下降管,现每侧墙各取出1根作为水冷屏的下降管,共2根,每根通过等径三通供2片水冷屏.因侧墙下降管在汽包上的开孔各有一只为Φ108×7的管座,原设计是通过大小头过渡到Φ83×3.5,作为侧墙下集箱的下降管.现将这一管座恢复到Φ108×4.5管径相接,每根Φ108×4.5的管作为两片水冷屏的下降管.每片水冷屏上集箱由2根Φ76×5的管子作为引出管与汽包相连.
3.5 省煤器
由于增容后烟气量增加,省煤器面积不足,由原400m2增至526m2,将省煤器的间距适当加大,降低烟气流速.
3.6 管道及阀门
将原设计的给水调节阀Dg80改为Dg100,满足增容后要求.
后水冷屏集箱增加疏水阀,接至适当位置.
安全阀的排气能力经验算能够满足增容后要求,这里不做改动.
工程完工后,锅炉整体水压试验合格.
4 改造增容后的效果
改造前后参数比较见表1.
增容改造后,经过一段时间的运行,达到了改造增容的目的.锅炉运行稳定,改造后消除了过热器超温现象.在增容改造过程中,对高压给水系统进行了改造,投入了高压加热器,由于给水度提高了,不仅节省了燃煤,同时锅炉效率略有提高.因此,在安全条件允许、投资省的前提下,对锅炉实施增容改造是切实可行的,也是很有成效的.
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