沈阳清华锅炉有限公司辽宁沈阳110027
摘要：随着经济的发展，能源消耗越来越多。近年来，我国全面推行节能环保战略，各个领域积极推广应用节能环保技术。在社会快速发展的带动下，以清洁能源为燃料的锅炉数量将会不断增加。燃气锅炉排放的污染物很少，有效减轻了对环境的压力，不过大量水蒸气会随着高温烟气被排放，极易造成能量浪费。因此加强对此课题的研究，提出余热回收技术应用策略，有着现实意义。
关键词：锅炉；换热技术；改造
引言
锅炉各项热损失中排烟热损失（q2）是其中最大的一项，约占整个锅炉热损失的50%-80%，合理的排烟温度是锅炉高效节能运行的重要条件。河钢宣钢2#鼓风机站6#160t/h全燃气锅炉担负着为鼓风机和发电机提供动力蒸汽任务，2008年7月投产，至2017年2月，已连续运行8年零7个月。在6#锅炉中负荷运行期间，尾部受热面后排烟温度为175℃，高负荷运行时排烟温度则高达200℃甚至更高，居高不下的排烟温度导致锅炉的热损失较大。借对6#锅炉进行大修的机会同时进行尾部受热面技术改造，并采取措施减小低温腐蚀对受热面的影响，以提高尾部受热面换热能力和使用寿命。
1总体思路
通过查阅资料，技术论证确定锅炉合理的排烟温度，根据排烟温度重新进行锅炉热力、阻力计算，以便确定新的省煤器、空气预热器受热面积、外形尺寸，增大受热面面积，提高换热量。低温空气预热器应增强耐低温腐蚀能力，采用耐腐蚀材质。在锅炉大修中拆除原省煤器、空气预热器部件后，根据新的省煤器、空气预热器外形尺寸，对原有锅炉钢架结构进行调整，制作新的钢梁，以适应新的部件的安装要求。改造前后锅炉额定负荷160t/h不变，根据结构特点省煤器增加蛇形管管圈数来达到增加换热面积的目的，因而其内汽水以及外部的烟气流速均不变；空预器则通过减小管间节距增加薄壁管数已达到增加换热面积的目的，考虑到同时造成空预器外部空气流通面积减少影响供风效果，适当增加空预器高度以抵消增加薄壁管管数带来的影响，因此其管内空气和外部的烟气流速相应改变。
2技术方案
2.1省煤器、空气预热器受热面改造原则
部件原受热面积分别为：高温省煤器993㎡，低温省煤器1702．5㎡；高温空预器4518．7㎡，低温空预器4649㎡，设计排烟温度155．7℃，额定负荷下实际排烟温度在200℃以上。针对散热损失大的问题，通过技术改造适当增加受热面换热面积，加强尾部受热面吸热能力，降低排烟温度。改造前后锅炉额定负荷160t/h不变，根据结构特点省煤器增加蛇形管管圈数来达到增加换热面积的目的，因而其内汽水以及外部的烟气流速均不变；空预器则通过减小管间节距增加薄壁管数已达到增加换热面积的目的，考虑到同时造成空预器外部空气流通面积减少影响供风效果，适当增加空预器高度以抵消增加薄壁管管数带来的影响，因此其管内空气和外部的烟气流速相应改变。
2.2高、低温段省煤器改造
对高、低温段省煤器管排（93*3排，规格Φ32×3，材质20g）进行了更换，更换后的规格为8#180t/h锅炉配套省煤器（图号47740-0，总重84072kg），省煤器原设计为支撑结构，分上下两级，上级为一组，下级分为两组。由于结构所限，上级增加一个管圈（高度增加240mm），在下级的每组的最上面分别增加半个管圈。横向管子排数不动，只增加高度方向，集箱位置相应调整（一级出口集箱标高由15060变为15180，二级出口集箱标高由22280变为22520）。将低温省煤器两级间人孔门由左侧炉墙改至右侧炉墙，为保证换热效果，安装中着重对省煤器管排间距（90mm）进行了核验和调整，扁钢材质为耐热钢；进出口集箱（219*12，L=4652，20g，4个）进行更换，手孔改为高压封堵（8个），现场焊接。对高、低温段省煤器联箱连接管进行更换（Φ133*6L=6041．7mm，20g，两根），为保证施工质量，全部承压焊口焊接采用全氩弧焊焊接。
2.3空预器改造
（1）原空预器分为三级，与省煤器交替布置。下、中级空预器存在低温腐蚀、破损情况，予以更换，上级空预器不动，其中下空预器4个管箱薄壁管采用考登管材质增强耐低温腐蚀性能。中、下两级空预器管箱为改进型，高度、薄壁管数量增加以加大受热面积。（2）空预器前后支撑横梁（8根）更换为新梁，左右侧支撑梁（4根）仍使用原件。空预器支撑梁相应下移（中管箱梁下移880mm，下管箱梁下移445mm）。由于管箱重量增加，且前后横梁（8根）托架宽度由原来的335mm（至立柱中心线尺寸）变为530mm（至立柱中心线尺寸），钢结构承受的扭力增大，因此安装时管箱支撑梁筋板数量增加一倍（原有5块，增加至10块，筋板用厚度10mm钢板按图纸38250-19制作焊接），以增强横梁的强度，保证空预器管箱安全。
3燃气锅炉排烟余热回收技术原理
基于能量传递了解，天然气经过燃烧后，自身的化学能可以转化为热能，最终转化为热量。热量来源包括锅炉的热量和天然气不完全燃烧带走的热量等。为提高锅炉运行的效率，要从热量损失方面加以把控，比如减少烟气带走的热量。在天然气燃烧期间，甲烷和空气中含有的氧气，发生相应的反应后，会产生一定的水蒸气。在水蒸气中，含有一定的热值，占据燃气热值的10%左右。一般来说，很多的燃气锅炉，其排烟温度处于150-200℃范围内，所以随着烟气的排除，水蒸气的挥发，会带走很多的热能。运用排烟余热回收技术，回收利用热能，能够获得不错的节能效果。
结语
项目实施后，6#160t/h锅炉消除了各处煤气管道缩颈效应，煤气流通更加畅通，在高炉煤气压力低的情况下也能保持较高负荷。更换的改进型空预器和新省煤器增大了换热面积，热风温度降低，更多尾部烟气热量被吸收，使得排烟温度大大降低，提高了锅炉出力，高炉煤气单耗和综合单耗有了明显降低。
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