褐煤机组小折焰角提高低负荷下再热汽温的研究与应用

☆项目详细内容

本方案在辽宁大唐国际锦州热电有限责任公司1 号机组应用后。主要的技术经济指标有：

1）60－70%负荷工况下，再热器温度上升15-25℃，在70-80%工况下上升5-5℃，每月平均可提高再热汽温8℃，合计也降低了供电煤耗为0.58g/kWh。

2）减少了后屏过热器的吸热降低了过热器的减温水量18t/h。

3）解决了锅炉由于火焰旋转造成的再热器左右汽温偏差大的现象。

4）通加增加再热器的容积和主要吸热点，再热器温度随负荷变化明显降低。

5）通过增加了再热器导管的汽温测点，任何工况下都没有出现超温现象。

辽宁大唐国际锦州热电有限责任公司1 号机组（300MW）锅炉亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角切圆燃烧方式，设计燃料为褐煤。再热器由末级再热器、再热器前屏及墙式再热器三个主要部分组成。

锅炉300MW 电负荷下运时，再热蒸汽温度可达到设计温度541℃；锅炉255MW 电负荷下运行时，再热蒸汽温度可达到536.5℃，低于设计值3.5℃；而185MW 电负荷下运行时，再热蒸汽温最低时仅为510℃，平均温度为522℃左右，低于设计值19℃。

由于锅炉内的燃烧是采用四解切圆旋转方式，造成再热器两侧的受热不均匀，再热器左右汽温偏差10℃。在负荷变化过程中再热蒸汽温度波动大，变化速度3.67℃/min。造成机组运行控制难度加大。

☆主要技术创新

锅炉的受热面根据传热方式分为辐射换热器、对流式换热器、半辐射式换执器。

根据辐射式受热面与对流式受热面的汽温特性具有相反的汽温特性。锅炉负荷D 增加，工质流量和煤耗量B 相应增加，炉内辐射热Qf 并不按比例增多，Qf/D减少，辐射受热面中蒸汽的焓增减少，出口蒸汽的温度下降，见图中曲线1，炉膛出口烟温因此上升。

锅炉负荷D 增加，流经对流受热面烟速和烟温提高，工质焓增升高，出口蒸汽温度上升，见图中曲线3。采用半辐射式受热面，可获得较为平坦的汽温变化特性，减小汽温调节幅度，提高机组对负荷变化的适应性，见图中曲线2。

☆项目应用情况

（1）再热汽温能满足设计要求：185MW 电负荷以上运行时，通过改变燃烧器摆角、锅炉运行氧量以及磨煤机组合方式等，再热汽温均可达到537.5℃以上。

（2）过热器减温水在高负荷情况下明显下降，最高为18t/h。

（3）低负荷下再热汽温大幅升高：185MW 电负荷下运行时，改造后再热汽温平均为537℃，比大修前升高了15℃～25℃。高负荷下再热器事故减温水流量没有变化。

（4）两侧再热汽温偏差消除：由于增加再热器受热面是伸入锅炉内，把锅炉的燃烧旋转减缓，使两侧的再热器温度偏差消除，改造前225MW 和185MW 电负荷下偏差10℃左右。改造后，再热汽温偏差大的状况得到明显改善，汽温偏差消除。

（5）再热器壁温未出现超温现象：改造后前屏再热器和末级再热器壁温最高点平均分别升高了30℃和15℃。四个试验负荷下末级再热器壁温最高，基本在570℃～584℃范围内变化，并未出现超温等现象。

☆企业效益情况

根据300MW 机组热效率计算，再热蒸汽温度每升高10℃可降低煤耗0.83g/kWh，全年平均升高再热器温度8℃计算。根据2012 年锦州热电2 台机组发电量为28.4 亿kWh，标煤平均单价570 元/吨计算，再热器改造后每年的利润可提高53.7 万元。再热器改造运行后，2.5 年时间即可收回全部投入资金。每年可以节约标准942.8 吨，减少二氧化碳排放2357 吨。为国家节能减排做出了贡献。