【摘  要】針對某電廠(chǎng)1205 t/h鍋爐螺旋鰭片管省煤器磨損泄漏問(wèn)題，進(jìn)行了情況介紹及原因分析，重點(diǎn)介紹了螺旋鰭片管省煤器改造為順列布置的H型鰭片管省煤器的應用情況。

1、設備概況

某電廠(chǎng)2臺1205 t/h采用日本三菱重工制造的MB-FRR1205-17.36/541/541型強制循環(huán)汽包型鍋爐，鍋爐本體結構呈Π型，燃燒器采用四角雙切圓直流煤粉垂直濃淡燃燒器。省煤器布置在一級過(guò)熱器下方尾部煙道豎井內，為順列、逆流、非沸騰式、蛇形管省煤器，設計煙氣速度7.2m/s。蛇形管省煤器分高溫、低溫兩段，由外螺旋鰭片管和少量光管組成，光管主要布置在管屏兩端和每屏第一根，共110排，每排3管圈，總330根，總重量為236t。省煤器管的規格為：Φ45×4.4(實(shí)際壁厚在4.9～5㎜)，材料為SA210-C，鰭片厚度為1.4㎜，高度為19㎜，間距為12.7㎜，螺旋角5.1°。

 在高溫、低溫省煤器蛇形管排沿煙道四周均布置有導流板以防止煙氣走廊，在靠近左右兩側墻的第一至四管屏沿高度方向第2、3、4根管的迎火面布置有防磨瓦，考慮到Π型布置鍋爐的煙氣流動(dòng)特點(diǎn)，在靠近煙道前后墻的第1排管的迎火面上布置有防磨瓦。

2、省煤器的泄漏情況

從2006年3月到2007年5月，兩臺鍋爐省煤器共發(fā)生5次泄漏，其中4次發(fā)生在高溫段，4次發(fā)生在螺旋鰭片的根部。主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：             

（1）泄漏點(diǎn)主要分布在距爐墻或吊板約700～900mm處；

（2）泄漏管段主要分布在各管屏的第3～6根；

（3）泄漏點(diǎn)均分布在螺旋鰭片管的鰭片根部；

（4）泄漏點(diǎn)主要分布在鰭片管與光管交界處附近。

2.1  2006年3月11日＃1鍋爐40m標高處省煤器高溫段，從爐左向爐右計第66屏,從上向下數第6根,距離爐后墻約700mm處，螺旋鰭片管的鰭片根部發(fā)生泄漏，見(jiàn)圖1。

      

 2.2  2006年5月10日＃2鍋爐省煤器高溫段，從爐左向爐右計第34屏，自上向下第5根，距離爐后墻約700mm處，螺旋鰭片管的鰭片根部發(fā)生泄漏。 

2.3  2006年11月5日＃1鍋爐省煤器高溫段，從爐左向爐右計第46屏，自上向下第6根，距爐后墻約700mm處，螺旋鰭片管鰭片根部泄漏。

2.4  2007年3月21日#2鍋爐40m標高省煤器高溫段，距爐后墻約4m（距吊板約900mm），從爐左向爐右計第106屏，從上向下數第3根管的螺旋鰭片根部發(fā)生泄漏。

2.5  2007年05月22日＃1鍋爐省煤器低溫段，距爐前墻約4.2m（距吊板約700mm），從爐左向爐右數第8排自上向下第3根管螺旋鰭片根部發(fā)生泄漏。

3、省煤器泄漏主要原因分析

3.1 燃用煤種發(fā)熱量較設計值偏低

該鍋爐原設計煤種收到基灰分為30.88%，而近年來(lái)實(shí)際燃煤收到基灰分均在41.68%以上，滿(mǎn)負荷的燃煤量設計為140t/h，而實(shí)際在187 t/h以上。燃煤量的變化造成煙氣中灰濃度增大、灰粒變硬等，導致省煤器平均磨損量增大^[1]。同樣為三菱機組的另一電廠(chǎng)，鍋爐結構與該廠(chǎng)基本相同，省煤器結構與該廠(chǎng)完全一樣，其設計煤種收到基灰分為19.77%，實(shí)際運行為10.98%，目前已運行超過(guò)10年，一直未發(fā)生省煤器磨損泄漏?？梢?jiàn)，當燃用煤種的發(fā)熱量比設計值偏低時(shí)，會(huì )加快省煤器的磨損速度。

3.2 制造加工不良

  該鍋爐省煤器主要是外螺旋鰭片管，外螺旋鰭片管是由整條鋼帶豎向纏繞、高頻焊接而成，鋼帶寬19mm、厚1.4mm，鰭片間距12.7mm。繞制過(guò)程在內圓弧形成約10mm等距的波紋皺褶，該種結構使煙氣流沖刷后在波紋皺褶突出處易形成渦流，引起省煤器鰭片根部煙氣局部煙速劇增，而磨損與煙氣流速的3.3次方成正比，導致局部磨損速度加快，形成小的坑點(diǎn)，見(jiàn)圖2，尤其在鰭片管與光管交界處更為嚴重。 

        

3.3 結構布置

 省煤器蛇形管排每5～6屏形成一組，每組通過(guò)三個(gè)吊板懸掛在管排上方的省煤器中間聯(lián)箱上，高溫、低溫省煤器上下方均布置有導流板，這些聯(lián)箱、導流板均對煙氣流及灰粒有導向和拋灑作用，煙氣進(jìn)入管排后又要再次對導流板、聯(lián)箱下部進(jìn)行回流，這種煙氣的多次擾動(dòng)，加快了省煤器局部磨損的速度。

3.4 檢修不規范

 省煤器管排泄漏后，檢修人員對煙道前后墻等重點(diǎn)部位進(jìn)行拉開(kāi)管屏檢查、更換等許多工作，在拉屏檢修過(guò)程中，造成部分管屏錯排、偏斜、個(gè)管出列等永久性缺陷，不易完全修復，加劇了管屏的磨損。

4、改造情況及效果

 根據上述分析，該鍋爐省煤器由于燃用煤質(zhì)的熱量偏低、設備制造工藝較差等原因造成磨損嚴重。經(jīng)過(guò)調研決定將螺旋鰭片省煤器改造為H型片管省煤器，并分別于2008年3月和2009年3月實(shí)施。

 H型鰭片省煤器管的規格為Φ45×5，材料為SA210-C，總排數和原來(lái)的排數不變即110排，順列布置，橫向間距130.5㎜，縱向間距110㎜，鰭片間距#1和#2爐分別為20和18㎜，鰭片高度25㎜，鰭片厚度3㎜，縱向排數30排。

 由于鰭片高度由原來(lái)的19㎜增加到25㎜，鰭片厚度由1.4㎜增加到3㎜，總管排數不變，管排為順列布置，所以#1和#2爐總重量由原來(lái)的236t分別提高到393.42t和418.75t，煙氣速度由7.2m/s分別分別提高到8.13m/s和8.24m/s。

另外，對于省煤器前后墻附近，采用導流板與密封板相結合的防磨措施，并對導流板開(kāi)孔，孔的位置距離管屏500mm，孔的大小約占流通面積的1/3，并在管屏彎頭迎火面增加防磨瓦。

 #1省煤器改造完成后，在機組啟動(dòng)初期滿(mǎn)負荷運行時(shí)，由于省煤器受熱面干凈，省煤器進(jìn)出口煙溫降較改造前降低27℃左右，其后隨著(zhù)省煤器受熱面結灰的逐漸增多煙溫降逐漸減小，運行十天后結灰狀況處于平衡狀態(tài)，煙溫降比改造前降低3℃左右。#2省煤器改造完成后，煙溫降規律與#1爐相同，在機組啟動(dòng)初期滿(mǎn)負荷運行時(shí)，省煤器進(jìn)出口煙溫降較改造前降低37℃左右，其后也是逐漸減小，運行十天后，比改造前降低18℃左右。

 機組檢修期間對H型省煤器檢查發(fā)現，省煤器管排積灰從上至下，連成一片，但鰭片間沒(méi)有積灰，見(jiàn)圖3。

圖3  H型鰭片管省煤器積灰情況

 截止目前，#1鍋爐省煤器已經(jīng)改造完成運行4年，沒(méi)有發(fā)生泄漏現象。2011年4月對其進(jìn)行拉屏檢查，沒(méi)有發(fā)現明顯磨損現象。

5、結束語(yǔ)

 該電廠(chǎng)螺旋鰭片管省煤器頻繁泄漏是由于燃用煤種發(fā)熱量較設計值偏低、制造加工不良等原因造成。經(jīng)調研分析選用了H型鰭片管省煤器進(jìn)行改造。為了適應劣質(zhì)煤種省煤器長(cháng)期的安全運行及較高的煙溫降，選擇了順列布置及較高的鰭片厚度和高度。

對于順列布置的H型鰭片管省煤器，其傳熱性能要比螺旋鰭片管省煤器差。螺旋鰭片管省煤器結灰很少，順列布置的H型鰭片管省煤器管排上下存在結灰現象。H型鰭片管的防磨性能較螺旋鰭片要好。