石景山热电厂1~3号锅炉均为哈尔滨锅炉厂制造,型号为HG-670/13.7-YM13,其燃烧系统配置5台ZQM-216(8.5E)磨煤机,燃烧器4角布置,直吹式系统,分别于1988年10月、1989年11月、1990年7月投入生产运行。自机组投运后,由于种种原因,本体吹灰器一直未能运行,处于闲置状态。 炉组投产初期,运行状况良好。但从1994年底开始,1~3号炉高温再热器开始爆管,对流过热器也时有爆管,金相分析为长期超温所致。同时由于吹灰器长期不能投入,造成水冷壁、对流过热器结焦严重,影响换热效果,使排烟温度升高,炉组效率下降,发电煤耗上升。此外,造成炉膛出口烟温升高,对流受热面局部超温幅度增大,缩短管材寿命;更有甚者,当炉内较大焦块脱落时,造成炉压局部反正,严重时,致使锅炉灭火。为此,提出了恢复吹灰器,以减少炉内受热面结焦,降低炉膛出口烟温,减轻对流受热面局部超温幅度。
1 调研情况 1.1 设备概况 每台炉配有90台蒸汽吹灰器,其中炉膛吹灰器72台,型号HG-DF34,前墙布置23台,后墙11台,两侧墙各19台;6.5 m长伸缩式吹灰器10台,型号HG-DC24,布置在对流过热器6台,再热器4台;8.5 m固定旋转吹灰器8台,型号HG-DC14,再热器冷段和省煤器各布置4台。吹灰半 径均为1.5 m,吹灰蒸汽参数为p=1.18~1.47MPa,t≤320℃。控制系统为ZCK-5Q型(3S323-1SM)程控装置,由开关、继电器等分离元件组成。1号炉在调试期间,曾做过吹灰器系统调试,但由于程控、行程开关等故障频繁,未投入运行。2、3号炉未进行调试。 1.2 吹灰器产品情况 吹灰器产品可分为两大类: (1)传统吹灰器,包括蒸汽吹灰器和水力吹灰器; (2)声波吹灰器,包括次声波吹灰器、声波(含低频)吹灰器和超声(波)吹灰器等。 从一般意义上讲,传统吹灰器适用于锅炉各部分受热面,声波吹灰器仅局限于对流受热面。 1.3 资料查询 为了解国内吹灰器使用情况,进行了大量的资料查询工作,查阅了1994~1997年国内电力科技期刊中有关燃煤锅炉吹灰器使用情况的信息,基本了解了国内吹灰器的使用情况,结论是传统的蒸汽吹灰器应用较好,这些吹灰器均采用国外技术制造。
1.4 厂家调研 1997年8月,组织进行了调研工作,赴某地区4个发电厂调研。从调研情况看,上述电厂200MW、300 MW机组均配有哈尔滨锅炉厂早期吹灰器,其中A电厂200 MW机组改为声波吹灰器,但其结焦现象较为严重;B电厂300 MW机组吹灰器虽在使用,但故障较多;C电厂300 MW机组长伸缩式吹灰器经过改造运行状况较好;D电厂200 MW机组吹灰器未运行,其600 MW机组选用了中外合资的企业产品。
2 改造方案及论证 共提出3种改造方案: (1)仍选用蒸汽吹灰器,进行程控系统改造,机械部分修复。 (2)仍选用蒸汽吹灰器,进行全部系统改造。
(3)炉膛选用蒸汽吹灰器,对流受热面选用声波吹灰器。 方案1的优点在于节省资金。因在装吹灰器的型号为哈尔滨锅炉厂后期产品,结构较为合理,可修复价值高。而原程控系统可靠性差,故障率高,必须改进,并完善功能。缺点是设备维护量较大。 方案2的优点在于系统可靠性高,缺点是初投资太大,安装工作量大。 方案3的优点是对流受热面吹灰控制系统简单,设备维护量小。缺点是炉膛吹灰系统与对流受热面吹灰系统须分别控制,因为工作程序不同。如某声波吹灰器只能用压缩空气,与炉膛吹灰介质不同,还须配套空气压缩机。又如,某声波吹灰器须连续运行,蒸汽消耗量大,设备系统复杂,投资过大,维护不方便。 经过方案比较,认为方案1可行。
3 方案实施 3.1 改造内容 3.1.1 本体部分 (1)将90台吹灰器解体大修;
(2)改造行程开关; (3)改造计数机构;
(4)吹灰器找正; (5)对阀门、管路大修,系统吹扫。 3.1.2 控制部分 (1)拆除在装设备,保留动力、控制电缆;
(2)选用以可编程序控制器(PLC)为控制核心的程控装置。 3.2 具体实施 首先对石景山热电厂3号炉进行改造,在1997年9月~11月的机组大修中,完成机械部分的修复工作及程控系统的改造工作,经过调试,于1997年11月28日正式投入运行。
4 改造后的运行情况 3号炉吹灰器投入运行后,锅炉炉膛出口烟温下降,结焦明显减弱。 3号炉大修前,炉膛出口烟温曾高达720~740℃,减温水量难以控制,管壁温度超温现象时有发生,被迫采用主给水电动门节流方式以提高减温水压力,增加减温水量,缓解超温。吹灰器投入后,给水系统已不需主给水电动门节流(给水泵电流下降约20~40 A),减温水量相对减少8~10t/h,炉膛出口烟温最高为660℃,汽温容易调节。
5 效益分析 (1)炉膛出口烟温下降,使对流受热面局部管壁温度下降,延长使用寿命。 (2)炉膛结焦减少,可减少或避免锅炉掉焦引起灭火,保证了锅炉安全运行,提高了可靠性。 (3)炉膛结焦减少,炉膛吸热量增加,燃料消耗量减少,厂用电率下降,锅炉效率提高,发电煤耗下降。
6 结论 石景山热电厂3号炉吹灰器的改造方案是成功的,具有推广价值。该厂3号炉吹灰器的成功改造,为国产670 t/h锅炉吹灰器恢复投入提供了范例。有鉴于此,石景山热电厂1、2号炉吹灰器相继于1998年进行了改造,并分别于1998年12月、1998年9月投入运行。
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